УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для соединения стержней пространственных каркасов зданий и сооружений.
Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса сооружений, защищенное патентом на полезную модель РФ №72708 МПК Е04В 1/58. Узловое соединение стержней содержит узловой элемент, имеющий отверстия с резьбой, в каждом из которых размещен болт, соединенный крепежной деталью - штифтом с поводковой втулкой, другой конец которого прикреплен к стержню посредством соединительного элемента, установленного внутри стержня. Узловой элемент выполнен в виде цельного шара. Соединительный элемент выполнен в виде крышки, меньший диаметр которой равен внутреннему диаметру стержня, а больший равен внешнему диаметру стержня. На втулке выполнено одно отверстие с резьбой под штифт, а на поверхности болта в области втулки выполнен паз под штифт. Соединительный элемент имеет переход конической формы от меньшего диаметра к большему.
Недостатками этого узлового соединения стержней пространственного каркаса являются:
- недостаточно высокие прочностные характеристики болта из-за выполнения паза под штифт;
- трудоемкость изготовления поводковой втулки с отверстием и резьбой под штифт;
- сложность установки и контроля затяжки штифта, что может повлечь либо отсутствие хода поводковой втулки, либо срез штифта при затяжке болта, а утрата штифта влечет к потерям поводковой втулки и болта и как следствие задержки монтажа каркаса.
Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса сооружений (авторское свидетельство СССР №443151 МПК Е04 В1/58) - прототип, содержащее узловой элемент, имеющий отверстия с резьбой в каждом из которых размещен болт, соединенный крепежной деталью - штифтом с поводковой втулкой, другой конец которого прикреплен к стержню посредством соединительного элемента, дискового вкладыша, установленного внутри стержня, а поводковая втулка имеет сквозную прорезь, в которой размещен штифт, входящий в образованное в болте сквозное отверстие.
Недостатками прототипа являются:
- недостаточно высокие прочностные характеристики из-за сквозного отверстия в болте, из-за сквозной прорези во втулке, из-за полой сердцевины узлового элемента;
- погрешность во время сборки и сварки, так как вкладыш такой формы не имеет ограничения при вхождении в стержень.
Техническим результатом полезной модели является прочность и точность сборки узла соединения стержней пространственного каркаса при наличии минимального количества деталей и сохранении эстетических свойств пространственных каркасов сооружений.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой полезной модели узловое соединение стержней пространственного каркаса зданий и сооружений, содержащее узловой элемент в виде цельного шара, имеющий отверстия с резьбой, в каждом из которых размещен болт, соединенный крепежной деталью-штифтом с поводковой втулкой, другой конец которого прикреплен к стержню посредством соединительного элемента, установленного внутри стержня, согласно полезной модели в узловом элементе, в местах отверстий выполнена заходная фаска, на втулке выполнена заходная фаска и один паз под штифт, а на поверхности болта в области втулки выполнено одно несквозное отверстие для запрессовки штифта.
Наличие в болте одного несквозного отверстия под штифт, обеспечивает повышение прочности узла соединения за счет минимального нарушения целостности элементов. Наличие заходных фасок в отверстиях узлового элемента и поводковой втулки обеспечивает центровку передачи усилий в узловом элементе от стержней, что сводит к минимуму величину случайного эксцентриситета.
На фигуре представлен общий вид узлового соединения стержней пространственного каркаса зданий и сооружений с местными вырезами.
Узловое соединение стержней пространственного каркаса зданий и сооружений, содержит узловой элемент 1 в виде цельного шара, который имеет отверстие 2 с резьбой и заходной фаской 3. В каждом из отверстий размещен болт 4, соединенный штифтом 5 с поводковой втулкой 6. Втулка выполнена в виде гайки с заходной фаской 7. Другой конец болта прикреплен к стержню 8 посредством соединительного элемента 9, установленного внутри стержня. Соединительный элемент выполнен в виде крышки, меньший диаметр которой равен внутреннему диаметру стержня, а больший - равен внешнему диаметру стержня, причем переход от меньшего диаметра к большему имеет коническую форму. На поводковой втулке 6 выполнена заходная фаска 7 и один паз 10, а на поверхности болта 4 в области втулки выполнено одно несквозное отверстие 11 для запрессовки штифта 5.
Монтаж стержней в узловом соединении пространственного каркаса осуществляется следующим образом.
В отверстие соединительного элемента (крышки) 9 со стороны меньшего диаметра вставляют болт 4, надевают поводковую втулку 6 таким образом, чтобы паз 10 на поводковой втулке совпал с отверстием 11 на болте. В отверстие 11 в болте запрессовывают штифт 5. Соединительный элемент (крышку) подводят к тыльной стороне стержня 8 и вставляют меньшим диаметром в стержень. Коническое расширение соединительного элемента образует паз для сварки. Соединительный элемент (крышку) приваривают к стержню. Стержень тыльной стороной, где уже установлен болт, подводят к узловому элементу 1. Болт вкручивают в отверстие 2 в узловом элементе с помощью гаечного ключа соответствующего размера, который крутит поводковую втулку. Втулка, упираясь в штифт, ввинчивает болт в узловой элемент, сообщая болту вращательно-поступательное движение. После того, как втулка будет плотно зажата между соединительным элементом (крышкой) 9 и узловым элементом 1, соединение получает необходимую прочность.
Предлагаемая полезная модель, по сравнению с известными, имеет следующие преимущества:
- наличие заходных фасок в отверстиях узлового элемента и поводковой втулки обеспечивает центровку передачи усилий в узловом элементе от стержней, что сводит к минимуму величину случайного эксцентриситета;
- наличие в болте одного несквозного отверстия под штифт, обеспечивает повышение прочности узла соединения за счет минимального нарушения целостности элементов;
- снижение трудоемкости изготовления поводковой втулки за счет выполнения одного паза вместо двух;
- неразборное соединение поводковой втулки с болтом и соединительным элементом (крышкой), не может повлечь утрату штифта, а как следствие потерю поводковой втулки и болта.