Узловое соединение трубчатых стержней пространственного каркаса
Владельцы патента RU 2678244:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства, а именно к узловому соединению трубчатых стержней пространственного каркаса. Технический результат изобретения заключается в обеспечении несущей способности и устойчивости узла. Узловой элемент включает цилиндр, два внешних и один средний диски, трубчатые стержни с тремя накладками с пазами на каждый стержень. Накладки и стержни снабжены отверстиями для присоединения друг к другу с помощью болта. Средний диск, находящийся в середине цилиндра, присоединен к нему перпендикулярно оси цилиндра с помощью сварки. К среднему диску и цилиндру по радиальным направлениям приварены ребра жесткости. Накладки пазами надеты на стенку цилиндра, две с одного торца цилиндра, одна с другого, а обратной стороной вставлены в трубчатый стержень. Накладки и стержень стянуты болтом, вставленным в отверстия в стержне и накладках. Внешние диски вставлены в цилиндр по одному с каждого торца цилиндра и стянуты болтом через отверстия в центрах среднего и внешних дисков. 4 ил.
Изобретение относится к области строительства, может быть использовано в пространственных стержневых конструкциях зданий и сооружений.
Известны узловые соединения стержней пространственного каркаса (патенты РФ №2529353, 2513933, 2496951, 2468157, 2467133, 2416006, 38184, 2087634, 2299954, 2183709, 2149959; патент США №3844664, 4491437, 3486278, 3810342, 2003226319; патенты Великобритании №2180863; патенты Германии №2914443; патенты Франции №2221035 и другие). Общим для известных узловых соединений недостатком является невозможность корректировки взаимного положения элементов каркаса в процессе сборки конструкции
В качестве прототипа выбрано «Узловое соединение трубчатых стержней пространственного каркаса» (патент РФ №2299954).
Известное узловое соединение трубчатых стержней пространственной конструкции, включает узловой элемент, выполненный из объединительных круговых дисков, соединенных осевым патрубком, приваренных к ним по радиальным направлениям ребер с отверстиями для болтов и окаймляющих вальцованных полос, а также трубчатые стержни с проушинами, закрепленными в трубчатых стержнях заглушками и скрепляемыми болтами с ребрами двумя накладками, одна из которых выполнена с тавром, при этом узловое соединение снабжено вставками, состоящими из двух продольных половинок трубы и ввариваемыми после завершения монтажа пространственной конструкции между торцами трубчатых стержней и вальцованными полосами узлового элемента. Недостатком известного устройства является невозможность корректировки взаимного положения элементов каркаса в процессе сборки конструкции, что может привести к перекосу всей конструкции в целом.
Технической задачей изобретения является создание конструкции позволяющей корректировать взаимное положение элементов каркаса в процессе сборки.
Поставленная задача решается тем, что узловое соединение стержней пространственного каркаса, содержащее узловой элемент в виде цилиндра, два внешних и один средний диски и трубчатые стержни, снабжено тремя накладками с пазами на каждый трубчатый стержень, при этом форма накладок и длина паза выбираются из условия обеспечения надежного зацепления и жесткого фиксирования положения накладок между цилиндром и круговыми дисками по принципу крюка. Накладки и трубчатые стержни снабжены отверстиями для присоединения друг к другу с помощью болта. Средний диск, находящийся в середине цилиндра узлового элемента, присоединен к нему, перпендикулярно оси цилиндра, с помощью сварки выполненной в заводских условиях. К среднему диску и цилиндру, по радиальным направлениям для обеспечения большей несущей способности, надежности и устойчивости узлового соединения приварены ребра жесткости. Накладки пазами надеты на стенку цилиндра узлового элемента, две с одного торца цилиндра, одна с другого, а обратной стороной вставлены в трубчатый стержень. Накладки и трубчатый стержень стянуты болтом, вставленным в отверстия в трубчатом стержне и накладках. Внешние диски, вставлены в цилиндр по одному с каждого торца цилиндра и стянуты болтом, через отверстия в центрах среднего и внешних дисков.
Соединение трех накладок и трубчатого стержня с помощью болта через отверстия в них располагаемые на одной оси делает возможным соединение трубчатых стержней при различных углах наклона к узловому элементу без подрезки и отгиба полок трубчатых стержней. Размеры узлового элемента обеспечивают стыковку необходимого числа трубчатых стержней.
Технический результат изобретения заключается в создании конструкции узлового соединения трубчатых стержней пространственного каркаса, позволяющей корректировать взаимное положение элементов каркаса в процессе сборки конструкции.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена аксонометрия узлового соединения стержневых элементов пространственной конструкции в собранном виде; на фиг.2 представлен вид сверху узлового соединения стержневых элементов пространственной конструкции; на фиг. 3 представлен разрез А-А узлового соединения стержневых элементов пространственной конструкции; на фиг. 4 изображен сферический каркас, собранный с использованием предлагаемого соединения.
Узловое соединение стержней пространственного каркаса, содержит узловой элемент в виде цилиндра 1, два внешних 2 и средний 7 диски, трубчатые стержни 4 и по три накладки с пазами 5, на каждый трубчатый стержень. Узловой элемент снабжен ребрами жесткости 6, приваренными одной стороной к среднему диску 7, а с другой к цилиндру 1 по радиальным направлениям, для обеспечения большей несущей способности, надежности и устойчивости узлового соединения, размеры цилиндра 1, обеспечивают стыковку необходимого числа трубчатых стержней 4. Средний диск 7 служит ядром жесткости и совместно с внешними дисками 2, поддерживает неизменность формы цилиндра 1.
Конструкция узлового соединения трубчатых стержней поставляется на площадку в разобранном виде.
Болт 3 стягивающий внешние диски 2, между которыми размещаются накладки 5 и средний диск 7, до монтажа наживлен без затягивания таким образом, что накладки 5 могут перемещаться между ребрами жесткости 7, с целью установки их в необходимое проектное положение.
Накладки 5 и трубчатые стержни 4 снабжены необходимыми отверстиями для болтов 3 для присоединения друг к другу. Три накладки 5 должны входить внутрь трубчатых стержней 4, поэтому толщина накладок 5 выбирается из условия их размещения, чтобы при стягивании болтом 3 трубчатые стержни 4 не испытывали больших деформаций в месте прижатия болта 3.
После установки в проектное положение накладок 5, трубчатые стержни 4 надевают на накладки и также выставляют в проектное положение, затем затягивают болтом 3.
Изобретение целесообразно использовать при строительстве сферических каркасов, имеющих сложную пространственную форму. Благодаря небольшому весу отдельно монтируемых узлов, монтаж сферических каркасов можно производить без грузоподъемной техники, используя подмости или леса. Благодаря простой конструкции узлового соединения трубчатых стержней 4 и тому, что трубчатые стержни 4 и накладки 5 соединены с помощью болтов 3, достигается необходимая точность соединения, скорость монтажа и возможность изменения положение трубчатых стержней 4 или накладок 5 при необходимости.
Предлагаемая конструкция узлового соединения трубчатых стержней пространственного каркаса обеспечивает упрощение монтажа и сборки узлового соединения, снижения трудоемкости изготовления и снижения затрат, а также расширение архитектурно-планировочных решений, увеличение надежности и устойчивости конструкции в целом, повышение точности изготовления и монтажа конструкций. Это достигается использованием повышенной заводской готовности, унификацией строительных деталей и крепежных элементов, обеспечением возможности корректировки взаимного положения элементов каркаса в процессе сборки.
Узловое соединение трубчатых стержней пространственного каркаса, содержащее узловой элемент в виде цилиндра, два внешних диска и средний диск и трубчатые стержни, отличающееся тем, что оно снабжено накладками, содержащими пазы, из расчета три накладки на каждый трубчатый стержень, которые пазами присоединены к стенке цилиндра узлового элемента, по две с одного торца цилиндра и одной с другого, а обратной стороной вставлены в трубчатый стержень и закреплены в нем болтом, вставленным в отверстия, имеющиеся в трубчатом стержне и накладках, при этом средний диск, находящийся в середине цилиндра узлового элемента, присоединен к нему с помощью сварки, перпендикулярно оси цилиндра, при этом по радиальным направлениям среднего диска к нему и цилиндру приварены ребра жесткости, а внешние диски вставлены в цилиндр по одному с каждого торца цилиндра и стянуты болтом через отверстия в центрах среднего и внешних дисков.
