Узловое соединение стержневой пространственной конструкции

Авторы патента:

Пятницкий Александр Аркадьевич (RU)

Дервоедов Станислав Сергеевич (RU)

E04B1/58 - стержнеобразные строительные детали

Владельцы патента RU 2513933:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") (RU)

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 строительству, в частности, к стержневой пространственной конструкции. Узловое соединение может быть использовано как в плоских пространственных конструкциях, так и в двухпоясных оболочках, выполненных из металла или древесины. Примерами подобных конструкций являются структуры, цилиндрические оболочки, купола и т.д.

Известно узловое соединение стержневой пространственной конструкции, используемое для соединения трубчатых элементов (Кудишин Ю.И. и др. Металлические конструкции, 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия» 2006, стр.506, рис.19.4,6) [1].

Недостатком [1] является трудоемкость изготовления, особенно в случаях его использования в стержневых пространственных конструкциях, выполненных из профилей нетрубчатого сечения.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков, между которыми размещены наконечники поясных и раскосных стержней (Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции. - М., Стройиздат, 1983, стр.117, рис.XI.13) [2].

Недостатком известного решения [2] является трудоемкость изготовления, а также недостаточная надежность, связанная с повышенной жесткостью узла и с большим количеством сварных швов в соединении.

Технический результат изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение надежности узлового соединения.

Данный технический результат достигается за счет того, что узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков, между которыми размещены наконечники поясных и раскосных стержней, снабжено связующим кольцом, расположенным между дисками, коасильно с ними, с пропущенной через него шпилькой, при этом 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, при этом рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца вокруг шпильки.

Наконечники могут быть выполнены в виде пластин.

Передняя часть каждого рога может быть выполнена трехгранной со средней и двумя боковыми гранями, при этом средняя грань соприкасается со шпилькой.

Боковые грани могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов.

Боковые грани могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов через прокладки.

Боковые грани могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов посредством клея или запрессовки.

Боковые грани могут быть выполнены параллельными оси шпильки.

Продольные оси поясных и раскосных стержней могут быть сцентрированы в точке, расположенной на плоскости симметрии связующего кольца.

Связующее кольцо и диски могут быть выполнены в виде пластин, а соприкасающиеся с ними поверхности наконечников выполнены плоскими.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен общий вид узлового соединения в уровне нижней поясной сетки;

на фиг.2 - общий вид узлового соединения в уровне верхней поясной сетки;

на фиг.3 - вид сверху на узловое соединение на фиг.1;

на фиг.4 - разрез 1-1 на фиг.3;

на фиг.3 - разрез 2-2 на фиг.4;

на фиг.6 - деталировка узлового соединения.

Узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски (1) и (2), стягивающиеся шпилькой (6), пропущенной через центральные отверстия дисков (1) и (2), между которыми размещены наконечники поясных (3) и раскосных (4) стержней. Между дисками (1) и (2), коасильно с ними, расположено связующее кольцо (5). Шпилька (6) пропущена через центральное отверстие связующего кольца (5). Каждый наконечник поясного стержня (3) выполнен в виде крюка, рог которого (7) направлен в сторону одного из дисков (1) и имеет ось, расположенную перпендикулярно оси поясного стержня. Каждый наконечник раскосного стержня (4) выполнен в виде крюка, рог которого (8) направлен в сторону другого диска (2) и имеет ось, расположенную наклонно к оси раскосного стержня. Рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца (5) вокруг шпильки (6).

Наконечники стержней (3) и (4) могут быть выполнены в виде пластин.

Передняя часть каждого рога может быть выполнена трехгранной со средней (9) и двумя боковыми гранями (10), при этом средняя грань (9) соприкасается со шпилькой (6).

Боковые грани (10) могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов.

Боковые грани (10) могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов через прокладки (11).

Боковые грани (10) могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов посредством клея или запрессовки.

Боковые грани (10) могут быть выполнены параллельными оси шпильки.

Продольные оси поясных и раскосных стержней могут быть сцентрированы в точке, расположенной на плоскости симметрии связующего кольца (5).

Связующее кольцо (5) и диски (1) и (2) могут быть выполнены в виде пластин, а соприкасающиеся с ними поверхности наконечников (3) и (4) могут быть выполнены плоскими.

Примером реализации изобретения может служить узловое соединение структурной конструкции, применяемой в качестве плоских покрытий большепролетных зданий различного назначения. Узловое соединение является наиболее ответственным элементом стержневой плиты покрытия, определяющим, как прочность и жесткость конструкции, так и трудоемкость и технологичность ее изготовления. Растягивающие усилия в узле воспринимаются связующим кольцом (5) и передаются на него через рога (7), (8) крюков наконечников (3), (4). Сжимающие усилия в узле передаются в упор через рога (7), (8) крюков наконечников (3), (4) и шпильку (6). Отсутствие зазоров между соприкасающимися боковыми гранями (10) смежных рогов, между средней гранью (9) рогов и шпилькой (6), а также между связующим кольцом (5), дисками (1), (2) и наконечниками (3), (4) обеспечивает необходимую жесткость узла и всей конструкции.

Монтаж узловых соединений может осуществляться в процессе постержневой сборки структурной конструкции в два этапа. На первом этапе собирают узловые соединения нижней поясной сетки, а на втором - узловые соединения верхней поясной сетки. На первом этапе шпильки (6) с одетыми на них дисками (2) устанавливают в проектное положение на специальных подмостях. Вокруг шпилек (6) выкладываются поясные стержни нижней поясной сетки так, чтобы крюки наконечников поясных стержней (3) были направлены вверх. На рога (7) крюков наконечников (3) и шпильку (6) одевают связующее кольцо (5). Сверху в кольцо вставляют рога (8) крюков наконечников (4), располагая их в промежутках между рогами (7) крюков наконечников (3). Фиксация положения поясных и раскосных стержней производится после установки диска (1) на шпильку (6), путем стягивания гаек шпильки (6). При этом крюк наконечника (3) примыкает к связующему кольцу (5) и к диску (2), а наконечник (4) примыкает к связующему кольцу (5) и к диску (1).

Узловые соединения, расположенные в уровне верхней поясной сетки, собираются на втором этапе сборки в иной последовательности. В начале на рога (8) крюков наконечников (4) одевают связующее кольцо (5). Сверху в кольцо вставляют шпильку (6) и рога (7) крюков наконечников (3), располагая их в промежутках между рогами (8) крюков наконечников (4). Фиксация положения поясных и раскосных стержней производится после установки дисков (1) и (2) на шпильку (6) и стягивания гаек шпильки (6). При этом крюк наконечника (3) примыкает к связующему кольцу (5) и диску (2), а наконечник (4) примыкает к связующему кольцу (5) и диску (1).

Предложенное изобретение может быть широко использовано в стержневых пространственных конструкциях зданий и сооружений, выполненных из металла или древесины. При этом из коротких стержней можно образовывать различные пространственные решетчатые конструкции, пригодные для перекрытий и покрытий больших пролетов, с любой конфигурацией в плане и по высоте. Многократная повторяемость узловых соединений обеспечивает возможность их поточного изготовления.

1. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков, между которыми размещены наконечники поясных и раскосных стержней, отличающееся тем, что оно снабжено связующим кольцом, расположенным между дисками, коаксиально с ними, с пропущенной через него шпилькой, при этом 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, при этом рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца вокруг шпильки.

2. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что наконечники выполнены в виде пластин.

3. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что передняя часть каждого рога выполнена трехгранной со средней и двумя боковыми гранями, при этом средняя грань соприкасается со шпилькой.

4. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов.

5. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов через прокладки.

6. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов посредством клея или запрессовки.

7. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани выполнены параллельными оси шпильки.

8. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что продольные оси поясных и раскосных стержней сцентрированы в точке, расположенной на плоскости симметрии связующего кольца.

9. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что связующее кольцо и диски выполнены в виде пластин, а соприкасающиеся с ними поверхности наконечников выполнены плоскими.

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.

Подсоединительная головка и система для монтажа конструкций (варианты) // 2509845

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.

Узел опирания прогона на ферму // 2504623

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.

Стыковое соединение // 2499104

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

Способ изготовления сборно-монолитного узла соединения колонны с ригелем // 2499103

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.

Универсальный строительный элемент для стержневых конструкций // 2498027

Изобретение относится к строительству, в частности к универсальному строительному элементу, который может быть использован при изготовлении стержневых конструкций.

Узловое соединение стержней пространственного каркаса // 2496951

Изобретение относится к строительству, а именно к узлам сопряжения элементов пространственных конструкций. Технический результат заключается в повышении надежности соединения.

Узел сопряжения рамы // 2486320

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

Узел металлического рамного каркаса здания // 2484212

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

Узел металлического каркаса для малоэтажного здания // 2478760

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

Опорный узел фермы из швеллеров // 2520679

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.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2521214

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.

Узловое соединение стержней пространственного каркаса // 2529353

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.

Способ соединения поясных стержневых элементов ферменной конструкции // 2534136

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. Концы всех стержневых элементов выполняют с самостопорящейся резьбой, причем в каждой паре соединяемых элементов резьбу на их концах выполняют разнонаправленной, а их торцы располагают в контакте между собой за счет навертывания на концы элементов стягивающих соединительных муфт. Технический результат - повышение надежности соединения, упрощение монтажа конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фланцевый стык растянутых элементов // 2535761

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.

Контактное винтовое стыковое соединение сборных железобетонных колонн // 2536902

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.

Узел соединения трубчатых стержней // 2541006

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.

Узел рессорного типа опирания z-образных прогонов на основные несущие конструкции // 2548268

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.

Ферма из ромбических труб (гнутосварных профилей) // 2548301

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.

Несущая конструкция с решеткой из овальной трубы // 2554643

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.