Узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций
Владельцы патента RU 2763279:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» (RU)
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при соединении деревянных элементов в решетчатых плоских и пространственных конструкциях. Технический результат - исключение хрупкого разрушения соединения, повышение эксплуатационной надежности, снижение трудоемкости установки в проектное положение вклеиваемого плоского стального стержня, снижение материалоемкости на крепление прогонов. Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций, включающем деревянный пояс и элемент решетки, деревянный пояс снабжен стальным плоским стержнем с фасонкой, заглубленным в глухой паз с отверстием, и жестко зафиксирован в нем, а в стальной плоский стержень вставлен специальный болт, проходящий через сквозное отверстие в деревянном поясе, и к специальному болту прикреплен кронштейн, который может быть выполнен из уголка для крепления прогона. 6 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при соединении деревянных элементов в решетчатых плоских и пространственных конструкциях.
Известен узел сопряжения раскоса с верхним поясом деревянной фермы, включающий верхний пояс фермы, глухой паз, вклеенный стальной плоский стержень с фасонкой, раскос с вклеенным плоским стержнем (Численные исследования узлов цельнодеревянных ферм на стальных вклеенных плоских стержнях / И.И. Лисицкий, В.И. Жаданов // Вестник ПГТУ. - Йошкар-Ола, 2020. - №4. - С. 64-77). Такое соединение способно воспринимать, перераспределять и передавать растягивающие и сжимающие усилия и применимо в решетчатых плоских и пространственных конструкциях.
Недостатком указанного узла является возможность его хрупкого разрушения от скалывания древесины (присуще клеевому соединению деревянных конструкций как жесткому классу), трудоемкость установки в проектное положение при вклеивании стального плоского стержня, а также необходимость устройства дополнительных креплений при наличии прогонов (в случае верхнего пояса стропильных конструкций).
Технический результат - исключение хрупкого разрушения соединения, повышение эксплуатационной надежности, снижение трудоемкости установки в проектное положение вклеиваемого стального плоского стержня, снижение материалоемкости на крепление прогонов.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций, включающем деревянный пояс и элемент решетки, деревянный пояс снабжен стальным плоским стержнем с фасонкой, заглубленным в глухой паз с отверстием и жестко зафиксирован в нем, а в стальной плоский стержень вставлен специальный болт, проходящий через сквозное отверстие в деревянном поясе и к специальному болту прикреплен кронштейн, который может быть выполнен из уголка для крепления прогона.
Узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций включает: деревянный пояс 1, глухой паз 2 с отверстием (отверстиями) 3, расположенные в деревянном поясе 1, стальной плоский стержень 4 с отверстиями 5 , Т-образным пазом (пазами) 6 и фасонкой 7 с отверстием 8 и со специальным болтом (болтами) 9, вставленным головкой 10 с пазами 11 в Т-образный паз 6 и установленные в глухом пазу 2 с отверстиями 3, элемент решетки 12 с проушиной 13 с отверстиями 14, кронштейн 15, шайбу 16, гайку (гайки) 17, прогон 18, болт 19, гайку 20.
На фиг. 1 изображен поэлементный комплект узла соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций (вариант с одним специальным болтом) и специальный болт;
на фиг. 2 изображен поэлементный комплект узла соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций (вариант с двумя специальными болтами) и специальный болт;
на фиг. 3 - объемное изображение поэлементного комплекта узла соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций (вариант с одним специальным болтом);
на фиг. 4 - объемное изображение поэлементного комплекта узла соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций (вариант с двумя специальными болтами);
на фиг. 5 изображен узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций в сборе (вариант с одним специальным болтом);
на фиг. 6 изображен узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций в сборе (вариант с двумя специальными болтами).
Порядок сборки: Специальный болт (болты) 9 вставляют в Т-образный паз (пазы) 6 стального плоского стержня 4 и насаживают пазами 11 в головке 10 на тело стального плоского стержня 4. Соединенную конструкцию устанавливают в паз 2 с отверстием (отверстиями) 3 таким образом, чтобы специальный болт (болты) 9 прошел через отверстие (отверстия) 3 насквозь деревянного пояса 1. Затем зазоры между стенками паза 2 и стальным плоским стержнем 4 для жесткой фиксации заполняют, например, эпоксидной клеевой композицией. Отверстия 5 в стальном плоском стержне 4 нужны для улучшения сцепления клея со стальным плоским стержнем 4. На часть специального болта (болтов) 9 выступающую над гранью деревянного пояса 1 устанавливается шайба 16 или кронштейн 15 (при необходимости устройства крепления прогона 18) и закручивается гайкой (гайками) 17. Элемент решетки 12 устанавливается в проектном положении на фасонку 7 путем совмещения осей отверстий 14 в проушине 13 и отверстия 8 в фасонке 7. В совмещенное отверстие устанавливается болт 19, на который накручивается гайка 20. Крепление прогона 18 к кронштейну 12 возможно любым традиционным способом (саморезы, болты и т.д.)
Узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций работает следующим образом.
Усилие от элемента решетки 12 через проушину 13 передается на болт 19, установленный в совмещенные отверстия 14 и отверстие 8. От болта 19 усилие передается на фасонку 7 и распределяется по ее длине. От фасонки 7 усилие передается на вклеенную часть стального плоского стержня 4, затем на деревянный пояс 1. Отверстия 5 в стальном плоском стержне 4 нужны для увеличения сцепления клея со стальным плоским стержнем 4. Специальный болт (болты) 9, в случае хрупкого разрушения клеевого соединения, воспринимает усилие и передает его на гайку (гайки 17). От гайки (гаек) 17 усилие передается на шайбу 16 или на кронштейн 15 (при наличии прогона 18). Шайба 16 или кронштейн 15 распределяет полученное усилие и передает на деревянный пояс 1. Кронштейн 15 нужен, если по верхнему поясу стропильной конструкции устанавливаются прогоны.
Предложенная конструкция соединения может быть использована при конструировании стыков и обеспечивает работоспособность конструкции при сложных видах напряженно-деформированного состояния.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций при снижении трудоемкости установки в проектное положение вклеиваемого стального плоского стержня, исключает хрупкое разрушение соединения, повышает эксплуатационную надежность, снижает материалоемкость на крепление прогонов.
Узел соединения элементов деревянных и металлодеревянных конструкций, включающий деревянный пояс с глухим пазом, вклеенный в него стальной плоский стержень с фасонкой для присоединения элемента решетки, отличающийся тем, что вклеенный в деревянный пояс стальной плоский стержень снабжен по меньшей мере одним болтом, который заведен головкой в Т-образный паз в стальном плоском стержне и насажен пазами на тело стального плоского стержня, а другим концом вставлен в соответствующее, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в деревянном поясе.
