Изделие из трубчатых элементов

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, декоративных кронштейнов и других несущих конструкций. Изделие из трубчатых элементов включает горизонтально и/или вертикально ориентированные элементы и/или элементы, ориентированные в произвольном порядке. Элементы выполнены, преимущественно, из трубы. В зоне соединения элементов между собой профиль, по крайней мере, одного элемента, видоизменен путем деформации вовнутрь стенки трубы с двух диаметрально противоположно расположенных сторон с образованием при этом переходных зон от деформированных участков к основному материалу. В поперечном сечении деформированного участка образован профиль, состоящий из двух С-образных половинок, обращенных друг к другу своими внутренними частями. 5 з.п. ф-лы, 7 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, декоративных кронштейнов и других несущих конструкций.

Трубчатые строительные конструкции отличаются повышенными технико-экономическими характеристиками, так как конструкционный материал (металл) в поперечном сечении элементов расположен весьма эффективным образом. Однако дальнейший рост технико-экономических характеристик за счет применения более рациональных особо тонкостенных труб (замкнутых гнуто-сварных профилей) сдерживается из-за сложности технических решений узловых соединений стержневых элементов в решетчатых конструкциях.

Наибольшее распространение в трубчатых фермах получили узловые бесфасоночные соединения с непосредственным примыканием стержней решетки к поясам [1. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкции: Учеб. для вузов / Под ред. В.В. Горева. - М: Высшая школа, 2001. - С. 459, 462, рис. 7.26, а; 7.28, а; 2. Металлические конструкции: Учеб. для вузов / Под ред. Ю.И. Кудишина. - М.: Академия, 2007. - С. 292, 295, рис. 9.24, 9.27]. Здесь во избежание продавливания (выдергивания) диаметр трубы решетки не должен быть меньше 0,3 диаметра трубы пояса. В фермах из прямоугольных (квадратных) труб такое ограничение ужесточено в два раза, то есть ширину стержня решетки следует принимать не менее 0,6 поперечного размера пояса.

Недостаток описанных узлов заключается в отмеченном ограничении, учет которого приводит к повышению расхода материала на стержни и увеличению металлоемкости конструкции.

Известна ферма из трубчатых элементов, включающая пояса и жестко прикрепленную к ним решетку, изготовленную со сплющенными концами из изогнутых элементов V- или W-образного (зигзагообразного) очертания, при этом 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 (патент РФ №2548301, заявка: 2013149437/03 от 06.11.2013, МПК: Е04В 1/58, Е04С 3/08 - прототип).

Основными недостатками является недостаточная прочность соединения элементов изделия между собой, повышенная трудоемкость изготовления.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков и создание изделия из трубчатых элементов с повышенной прочностью соединения элементов изделия между собой.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном изделии из трубчатых элементов, включающем горизонтально и/или вертикально ориентированные элементы и/или элементы, ориентированные в произвольном порядке, согласно изобретению, элементы выполнены, преимущественно, из трубы, при этом в зоне соединения элементов между собой профиль, по крайней мере, одного элемента, видоизменен путем деформации вовнутрь стенки трубы с двух диаметрально противоположно расположенных сторон с образованием при этом переходных зон от деформированных участков к основному материалу таким образом, что в поперечном сечении деформированного участка образован профиль, состоящий из двух С-образных половинок, обращенных друг к другу своими внутренними частями.

В варианте исполнения, как минимум, два элемента изделия, предпочтительно все, соединены между собой и выполнены из целой трубы путем деформации поперечного сечения трубы в месте их стыковки между собой.

В варианте исполнения, как минимум, два элемента изделия, предпочтительно все, соединены между собой и выполнены из целой трубы путем деформации поперечного сечения трубы в месте их стыковки между собой, при этом угол наклона стенок переходных зон каждого элемента к основному материалу равен углу между соответствующими элементами.

В варианте исполнения, С-образные половинки профиля элементов выполнены симметричными.

В варианте исполнения, изделие выполнено из трубы круглого поперечного сечения, при этом ширина каждой С-образной половинки профиля элементов равна диаметру трубы.

В варианте исполнения, изделие выполнено из профилированной трубы прямоугольного поперечного сечения, при этом ширина каждой С-образной половинки профиля элементов равна ширине недеформируемой части профиля трубы.

Сущность предложенного технического решения рассмотрена на примере фермы, как наиболее характерного изделия, и иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид фермы с одиночными элементами, на фиг. 2 показан общий вид фермы с элементами из цельной трубы, соединенными между собой, на фиг. 3 - элементы решетки, выполненные из цельной трубы, на фиг. 4 показано поперечное сечение элемента из круглой трубы, на фиг. 5 - поперечное сечение концевого деформированного участка круглой трубы, на фиг. 6 показано поперечное сечение элемента из профильной трубы, на фиг. 7 - поперечное сечение концевого деформированного участка профильной трубы.

Изделие-ферма из трубчатых элементов - состоит из поясов 1 и жестко прикрепленной к ним решетки 2. Элементы 3 решетки 2 выполнены из трубы. В зоне соединения с поясами 1 концы указанных элементов сдеформированы таким образом, что образуют в поперечном сечении профиль, состоящий из двух С-образных половинок 4, обращенных друг к другу своими внутренними частями, с образованием при этом переходных зон 5 от деформированных участков к основному материалу.

В варианте исполнения, как минимум, два элемента решетки, предпочтительно все, соединены между собой и выполнены из целой тонкостенной трубы путем деформации поперечного сечения трубы в месте их стыковки между собой, при этом угол наклона стенок переходных зон каждого элемента к основному материалу равен углу между концом соответствующего элемента решетки и ответного пояса.

Приведенные иллюстрации и описание признаков изобретения не охватывают весь спектр возможных модификаций и эквивалентных изменений, очевидных для специалиста в данной области. Следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все возможные модификации и изменения, которые попадают в рамки сущности настоящего технического решения.

Использование предложенного технического решения позволит повысить прочность соединения элементов изделия между собой с одновременным снижением трудоемкости изготовления.

1. Изделие из трубчатых элементов, включающее горизонтально и/или вертикально ориентированные элементы и/или элементы, ориентированные в произвольном порядке, отличающееся тем, что элементы выполнены, преимущественно, из трубы, при этом в зоне соединения элементов между собой профиль, по крайней мере, одного элемента, видоизменен путем деформации вовнутрь стенки трубы с двух диаметрально противоположно расположенных сторон с образованием при этом переходных зон от деформированных участков к основному материалу таким образом, что в поперечном сечении деформированного участка образован профиль, состоящий из двух С-образных половинок, обращенных друг к другу своими внутренними частями.

2. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что, как минимум, два его элемента, предпочтительно все, соединены между собой и выполнены из целой трубы путем деформации поперечного сечения трубы в месте их стыковки между собой.

3. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что, как минимум, два его элемента, предпочтительно все, соединены между собой и выполнены из целой трубы путем деформации поперечного сечения трубы в месте их стыковки между собой, при этом угол наклона стенок переходных зон каждого элемента к основному материалу равен углу между соответствующими элементами.

4. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что С-образные половинки профиля элементов выполнены симметричными.

5. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что выполнено из трубы круглого поперечного сечения, при этом ширина каждой С-образной половинки профиля элементов равна диаметру трубы.

6. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что выполнено из профилированной трубы прямоугольного поперечного сечения, при этом ширина каждой С-образной половинки профиля элементов равна ширине недеформируемой части профиля трубы.