Соединительный узел каркасных конструкций

Заявляемая полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении мобильных и стационарных каркасных конструкций различного функционального назначения.
Известен самоцентрирующийся узел соединения стыковых и перекрестных элементов быстровозводимого сооружения каркасного типа, содержащий выступающие элементы, принимающие пространства для выступающих элементов и хомут, принимающие пространства для выступающих элементов выполнены в виде профильной трубы прямоугольного или квадратного сечения, а выступающие элементы выполнены в виде труб геометрически подобного сечения в количестве n=(1-4) и снабжены центрирующими накладками для компенсации сборочных зазоров, при этом хомут размещен на гнездах, вырезанных на внешних ребрах профильной трубы принимающего пространства для выступающих элементов, (см. патент RU №52032, МПК Е04В 1/38, опубл. 10.03.2006 г.).
Недостатком известного решения является то, что неиспользуемые в определенных случаях (когда количество выступающих элементов менее 4) принимающие пространства выступают за плоскость каркаса. Кроме того, узел соединения является «мостиком холода».
Известно соединение быстровозводимых строительных конструкций, которое состоит из, по меньшей мере, двух первых крепежных элементов, каждый из которых представляет собой пластину с расходящимися концами, соединенными с вертикальной опорой, и, по меньшей мере, одного второго крепежного элемента. Второй крепежный элемент представляет собой трапециевидный лоток, открытый сверху и с одной из сторон и снабженный средствами крепления горизонтальной балки. Второй крепежный элемент соединен разъемно с вертикальной опорой и первыми крепежными элементами. В качестве крепежных элементов использованы детали с винтовой поверхностью (см. патент RU №99035, МПК Е04В 1/38, опубликован 10.11.2010 г.).
Известное соединение является сложным в производстве и требует большого количества сборочных операций при монтаже каркаса. Кроме того, являясь металлическим, оно требует теплоизоляции.
Известен принятый в качестве ближайшего аналога универсальный силовой узел для соединения быстровозводимых строительных конструкций и зданий (см. патент RU №149966, МПК Е04В 1/38, опубликован 20.10.2014 г.), включающий соединительные и крепежные элементы, соединенные или при помощи деталей с винтовой поверхностью, или при помощи штифтов, или неразъемно. Узел образован двумя параллельными плоскостями: опорной базовой и дополнительной базовой, между которыми установлены неразъемно соединенные между собой прямоугольные усилители перпендикулярно друг другу и базовым плоскостям. Соединительные элементы установлены на опорную базовую плоскость. А снизу на опорной базовой плоскости установлены усилительные элементы, выполненные в виде прямоугольных тетраэдров, основания которых выполнены с ней как одно целое, и соединенных неразъемно между собой прямоугольными усилителями. Дополнительная базовая плоскость образована основаниями усилительных элементов, соединенных между собой прямоугольными усилительными элементами, и гранями крепежных элементов, выполненных в виде открытой прямоугольной призмы с треугольным основанием. На базовых плоскостях элементы установлены симметрично относительно горизонтальной, вертикальной и фронтальной плоскостей симметрии, проходящими через центр узла. Крепежные, усилительные и соединительные элементы выполнены с отверстиями под крепление.
Основным недостатком известного силового узла является то, что его габариты превышают габариты (линейные размеры сечений) закрепляемых на нем стоек (балок). Это приводит к тому, что при зашивке каркаса места расположения узлов нужно изолировать отдельно, соответственно невозможно получить прямые примыкания плоскостей (например, потолка и стен или стен и пола). Кроме того, данный силовой узел, являясь металлическим элементом (как следствие, выступая в качестве «мостика холода»), требует серьезной теплоизоляции от внешней среды.
Техническим результатом, реализуемым заявляемой полезной моделью, является получение соединений линейных элементов каркаса с образованием прямых линий примыкания между плоскостями каркаса.
Технический результат достигается тем, что в соединительном узле каркасных конструкций, состоящем из центрального и стоечных элементов, центральный элемент представляет собой куб с выполненными на его гранях гнездами квадратной формы, в которых установлены и закреплены накладки в виде квадратных пластин, каждый стоечный элемент представляет собой трубу квадратного сечения с внутренней площадью, равной площади накладки, собранную из четырех фигурных пластин, соединенных по принципу шип-паз, в которой установлена и закреплена перегородка, при этом толщина накладок превышает глубину гнезд, размеры их сторон меньше размеров сторон куба на двойную толщину стенок стоечного элемента, а перегородка в стоечном элементе расположена на расстоянии от торца, равном величине выступа накладки над гранью куба.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение центрального элемента, на фиг. 2 - стоечного элемента, на фиг. 3 - вариант соединительного узла в сборе (вертикальное осевое сечение).
Соединительный узел каркасных конструкций содержит центральный элемент 1, состоящий из куба 2 с гнездами 3 и накладками 4, стоечные элементы 5, собранные из фигурных пластин 6, с размещенными в них перегородками 7.
Сборку соединительного узла производят следующим образом.
Вначале производят сборку центрального элемента 1. В зависимости от того, какое количество (от 3 до 6) протяженных каркасных элементов (балок, стоек) будет соединяться при помощи конкретного соединительного узла, в соответствующих гнездах 3, выполненных на гранях куба 2, устанавливают и закрепляют накладки 4. Закрепление накладок 4 может осуществляться любыми известными способами, например при помощи резьбовых элементов (саморезов, винтов), клеевых составов и т.п.
Далее производят сборку необходимого количества стоечных элементов 5 из фигурных пластин 6 с установленной внутри каждого получаемого стоечного элемента в заданном месте перегородкой 7. После сборки стоечного элемента 5 его устанавливают на соответствующей грани центрального элемента 1, вставляя стоечный элемент 5 торцом на накладку 4 до сопряжения с ее верхней поверхностью нижней поверхности перегородки 7. Поскольку перегородка 7 в стоечном элементе 5 расположена на расстоянии от торца, равном величине выступа накладки 4 над гранью куба 2, то установленный таким образом стоечный элемент 5 торцом опирается на грань куба 2. Так как площадь внутреннего сечения стоечного элемента 5 равна площади сечения накладки 3, внутренние стенки фигурных пластин 6, из которых собран стоечный элемент 5, сопряжены с боковыми поверхностями выступающей над гранью куба 2 накладки 3. При этом, поскольку размер сторон накладки 3 меньше размера сторон куба 2 на величину, равную двойной толщине фигурной пластины 6, наружные поверхности стоечного элемента 5 расположены в одной плоскости с соответствующими гранями куба 2 центрального элемента 1.
После установки стоечного элемента 5 на соответствующей грани центрального элемента 1 его закрепляют, например, резьбовым соединением насквозь через перегородку 7 и накладку 3.
Далее на стоечных элементах 5 соединительного узла устанавливают и закрепляют соответствующие протяженные элементы каркаса, например деревянные балки или стойки квадратного сечения с пазами на торцах, имеющими глубину равную или большую высоты стоечных элементов 5 и сечение паза, аналогичное наружному сечению стоечного элемента 5.
В полученной конструкции, исключены боковые и вертикальные смещения стоечного элемента 5 относительно соответствующей грани центрального элемента 1. При этом соединенные при помощи заявляемого соединительного узла протяженные каркасные элементы образуют плоские поверхности, сопряженные между собой по прямой без уступов, ступенек или изгибов, что позволяет впоследствии технологично производить наружную и внутреннюю обшивки каркаса.
Использование в предложенной конструкции соединительного узла одинаковых элементов повышает технологичность его изготовления, а также обеспечивает взаимозаменяемость деталей.
Кроме того, при изготовлении элементов соединительного узла из материалов, имеющих невысокую теплопроводность, отпадает необходимость в дополнительной теплоизоляции соединительных узлов.