Узел соединения трубчатых профилей
Владельцы патента RU 2423582:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу соединения трубчатых профилей. Технический результат заключается в снижении трудозатрат при изготовлении и монтаже и повышении несущей способности узла. Узел соединения трубчатых профилей содержит закладные и соединительные элементы, снабженные отверстиями под крепежные элементы. Узел образован несущими элементами рамных конструкций, объединенных между собой фасонками с использованием сборной закладной вставки. Вставка обеспечивает закрепление фасонок на стенках соединяемых профилей с помощью фрикционных болтовых соединений без доступа к их гайкам. Гайки зафиксированы в сборной закладной вставке и установлены в ней с возможностью прижатия к внутренним стенкам профиля с использованием установленных во вставке шайб и фрикционной накладки. Вставка установлена в каждом из соединяемых профилей. Вставка снабжена деревянным брусом со сквозными поперечными отверстиями и уширенными отверстиями с противоположных сторон бруса, в которых соосно зафиксированы гайки и установлены шайбы. Шайбы закрыты на брусе фрикционными накладками, в которых соосно отверстиям в брусе выполнены отверстия под болты. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении зданий с металлическим каркасом рамного типа, несущими конструкциями которого являются элементы замкнутого сечения, в том числе из тонколистовой холодногнутой стали.
Известен узел, включающий соединительный С-образный элемент. Известный узел снабжен ребрами, пальцем и зажимным винтом, причем ребра выполнены на полках С-образного элемента, имеющих отверстия, в которых размещен палец, снабженный резьбовым отверстием для установки зажимного винта (Патент RU №2013503, С1, дата приоритета 26.10.1990, дата публикации 30.05.1994, авторы Паоло Каодуро [IT], Карло Каодуро [IT]).
Недостатком аналога является высокая трудоемкость изготовления С-образного элемента и его составляющих, а также сложность монтажа при ограниченном доступе к элементам крепежа из-за необходимости затяжки болтового соединения. Кроме того, известный узел характеризуется повышенной металлоемкостью и в значительной степени подвержен коррозии.
В качестве прототипа принят узел соединения трубчатых профилей, образованный поясами и раскосами трехгранной фермы, соединяемыми между собой при помощи соединительных элементов, и снабженный вставкой, установленной в поясе, при этом пояс выполнен пятигранной формы сечения, а раскосы - прямоугольного коробчатого сечения, соединительный элемент выполнен из стеклопластика прямоугольного сечения с утолщенной стенкой в основании, с поперечными отверстиями в основании под болтовые соединения и со скошенными торцами под устанавливаемый раскос, соединительный элемент закреплен на резьбе с помощью болта на наклонной стенке пояса и в установленной в нем вставке пятигранного сечения, снабженной резьбовыми отверстиями, стыкуемыми с отверстиями, выполненными в соединительных элементах и в наклонной стенке пояса, а каждый раскос закреплен на соединительном элементе посредством болтовых соединений (Патент №2373344, С1, дата приоритета 13.08.2008, дата публикации 20.11.2009, авторы Енджиевский Л.В. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа являются высокие трудозатраты при монтаже, обусловленные сложностью установки вставки в профиле замкнутого сечения и ее стыковки с отверстиями профиля для установки болтовых соединений.
Задачей изобретения является снижение трудозатрат при изготовлении и монтаже и повышение несущей способности узла за счет применения дешевых и простых в обработке материалов и использования фрикционных соединений.
Для решения поставленной задачи узел соединения трубчатых профилей, содержащий закладные и соединительные элементы, снабженные отверстиями под крепежные элементы, согласно изобретению образован несущими элементами рамных конструкций, объединенных между собой фасонками с использованием сборной закладной вставки, обеспечивающей закрепление фасонок на стенках соединяемых профилей с помощью фрикционных болтовых соединений без доступа к их гайкам, которые зафиксированы в сборной закладной вставке и установлены в ней с возможностью прижатия к внутренним стенкам профиля с использованием установленных в упомянутой вставке шайб и фрикционной накладки, при этом сборная закладная вставка установлена в каждом из соединяемых профилей и снабжена деревянным брусом со сквозными поперечными отверстиями и уширенными отверстиями с противоположных сторон бруса, в которых соосно зафиксированы упомянутые гайки и установлены шайбы, закрытые на брусе фрикционными накладками, в которых соосно отверстиям в брусе выполнены отверстия под болты.
Согласно изобретению узел соединения трубчатых профилей может быть образован с использованием дополнительных болтовых соединений, расположенных в одном ряду с упомянутыми фрикционными соединениями.
На фиг.1 изображен узел соединения трубчатых профилей, общий вид; на фиг.2 - сборная закладная вставка, общий вид; на фиг.3 - схема сборки сборной закладной вставки; на фиг.4 - деревянный брус сборной закладной вставки, вид сверху; на фиг.5 - схема сборки узла соединения трубчатых профилей; на фиг.6 - схема сборки сборной закладной вставки с отверстиями под дополнительные болтовые соединения; на фиг.7 - деревянный брус сборной закладной вставки с отверстиями под дополнительные болтовые соединения, вид сверху; на фиг.8 - схема сборки узла соединения трубчатых профилей с использованием дополнительных болтовых соединений.
Узел соединения трубчатых профилей образован несущими элементами 1, объединенными между собой фасонками 2 с использованием сборной закладной вставки 3, обеспечивающей возможность устройства фрикционного соединения фасонок со стенками профилей высокопрочными болтами 4 без доступа к их гайкам (фиг.1, фиг.5).
Сборная закладная вставка 3 содержит деревянный брус 5 (фиг.3, фиг.4), в котором по ширине выполнены отверстия 6 под болты 4, снабженные с обеих сторон бруса уширениями 7 и 8 (фиг.4). В уширенные отверстия 7 запрессованы гайки 9 любым известным способом, а в отверстия 8 установлены шайбы 10, которые удерживает накладка 11 с выполненными в ней отверстиями под болты 4, прикрепленная к деревянному брусу 5 крепежными элементами 12 (фиг.3).
Сборные закладные вставки 3 установлены внутрь соединяемых элементов 1, что обеспечивает фиксированное положение гаек 9 напротив каждого отверстия болтового соединения (фиг.5). Соединение фасонок 2 со стенками профилей 1 выполнено фрикционным болтовым соединением, образованным высокопрочными болтами 4, которые вытягивают запрессованные гайки 9 из деревянного бруса 5, прижимая их через шайбы 10 и накладки 11 к внутренним поверхностям стенок профилей 1.
Узел соединения трубчатых профилей может быть образован с использованием во фрикционном соединении дополнительных болтов 13 (фиг.8), стягивающих весь пакет соединяемых деталей, обеспечивая тем самым совместную работу соединяемых профилей 1, фасонок 2 и сборной закладной вставки 3, что повышает жесткость и устойчивость узлового соединения. Для этого в деревянном брусе 5 сборной закладной вставки уширения 7 и 8 выполнены через одно отверстие (фиг.6, фиг.7). В отверстиях 6, выполненных без упомянутых уширений, установлены дополнительные болты 13 (фиг.8).
Преимущество заявляемого соединения по сравнению с прототипом заключается в снижении стоимости и трудоемкости при устройстве узловых соединений элементов замкнутого типа сечения, а также в повышении несущей способности узла вследствие следующих факторов:
- применение доступных материалов для изготовления вспомогательных элементов (вставок), что позволяет снизить стоимость конструкции;
- применение вставок более простой геометрической формы, что позволяет упростить их изготовление;
- свойство смятия древесины обеспечивает нормативное положение гаек в болтовом соединении;
- использование накладки, выполняющей функцию «крышки» запрессованного пакета метизов в сборной закладной вставке, увеличивает поверхность трения фрикционного болтового соединения.
1. Узел соединения трубчатых профилей, содержащий закладные и соединительные элементы, снабженные отверстиями под крепежные элементы, отличающийся тем, что он образован несущими элементами рамных конструкций, объединенных между собой фасонками с использованием сборной закладной вставки, обеспечивающей закрепление фасонок на стенках соединяемых профилей с помощью фрикционных болтовых соединений без доступа к их гайкам, которые зафиксированы в сборной закладной вставке и установлены в ней с возможностью прижатия к внутренним стенкам профиля с использованием установленных в упомянутой вставке шайб и фрикционной накладки, при этом сборная закладная вставка установлена в каждом из соединяемых профилей и снабжена деревянным брусом со сквозными поперечными отверстиями и уширенными отверстиями с противоположных сторон бруса, в которых соосно зафиксированы упомянутые гайки и установлены шайбы, закрытые на брусе фрикционными накладками, в которых соосно отверстиям в брусе выполнены отверстия под болты.
2. Узел соединения трубчатых профилей по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными болтовыми соединениями, расположенными в одном ряду с фрикционными соединениями.
