Коннектор деревянных элементов конструкции

Полезная модель относится к строительству, в частности к деревянному домостроению с использованием брусьев и досок, и может быть применена при соединении элементов сборных деревянных конструкций (например, стропил и стоек каркаса), несущих нагрузку.
При строительстве каркасных домов из дерева монтаж самого каркаса является одним из важнейших этапов. Поэтому точность и надежность узлов соединения элементов конструкции играет существенную роль.
Известны узлы различные соединения деревянных элементов, обеспечивающих получение большей длины (см., например, патенты RU №№: 39925, МПК F16B 13/00, опубликован 20.08.2004 г.; 2664528, МПК E04B 1/48, опубликован 20.08.2018 г.; 198878, МПК E04B 1/38, E04B 1/48, E04C 3/18, опубликован 20.07.2020 г.).
Известные технические решения с разной степенью эффективности обеспечивают удлинение единичных элементов деревянных конструкций, однако не могут быть использованы для соединения напряженных элементов, сопрягаемых под углом, отличным от развернутого.
Известен узел углового соединения (см. патент RU № 165765, МПК E04B 1/38, опубликован 10.11.2016 г.), содержащий деревянные элементы с вырезанными торцевыми частями с образованием смещенных торцевых граней, на каждой из которых выполнен выступ, и нагель, скрепляющий указанные элементы под углом больше 90°, но меньше 180°, причем торцы элементов имеют выступы и впадины, ответные впадинам и выступам, выполненным по кривой линии на смещенных торцевых гранях, а нагель расположен в центральной зоне соединения.
Известный узел соединения может быть эффективно использован для монтажа опорных вертикально ориентированных конструкциях, однако сложная геометрическая форма соединяемых элементов в области сопряжения, требует их изготовления на отдельном производстве, и как следствие, невозможность использования рядовых пиломатериалов при строительстве.
Известен принятый в качестве ближайшего аналога узел стержневой конструкции (см. патент RU № 66378, МПК E04C 3/12, опубликован 10.09.2007 г.), содержащий деревянные стержни, концы которых состыкованы под углом друг к другу и скреплены деревянными стыковыми накладками, отличающийся тем, что сечению первого и второго стержней придан профиль двутавра, стенка которого выполнена из двух пластин фанеры, размещенных с зазором и скрепленных друг с другом посредством поперечных ребер жесткости, связанных с обеими пластинами, а их полки содержат бруски закрепленных, вдоль продольных кромок пластин на их внешней стороне, и продольные ребра жесткости, размещенные в зазоре между пластинами, при этом торцы полок и стенок стержней контактируют друг с другом, причем, названные стержни скреплены с третьим, предпочтительно горизонтальным, стержнем двутаврового сечения, стенка которого, в отличии от первых стержней содержит одну пластину фанеры, при этом, зазор между пластинами фанеры в конструкции первых стержней равен толщине пластины использованной в конструкции третьего стержня, кроме того, участок конца третьего стержня, пропущенный через зазор между пластинами фанеры первых стержней, лишен соответствующих участков полок, причем, торцы его оставшихся участков полок уперты в обращенные к ним поверхности полок первых стержней, при этом, в зазоре между пластинами фанеры первых стержней, в контакте с продольными кромками стенок третьего стержня размещены накладки, выполненные из фанеры соответствующей толщине этих стенок, а на внешних плоскостях пластин первых стержней размещены стыковые накладки V-образной в плане формы, выполненные из фанеры соответствующей толщине этих пластин, кроме того, участок стыка, по всей площади стыковых накладок на всю его толщину, прошит стяжными элементами, например шурупами.
Известное техническое решение обеспечивает высокую прочность и несущую способность стыкового узла, однако имеет определенные недостатки, а именно он сложен в производстве, содержит большое количество элементов, требующих разного оборудования, а кроме того, имеет большие габаритные размеры, что требует специальной техники для доставки на место сборки каркаса конструкции с его помощью и усложняет ее.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении технологичности производства и эксплуатации коннектора деревянных элементов конструкций, несущих нагрузки
Техническим результатом, реализуемым при помощи полезной модели, является простое и надежное соединение расположенных под углом протяженных деревянных элементов, способных нести высокую нагрузку.
Технический результат достигается тем, что коннектор деревянных элементов конструкций содержит две одинаковые фигурные пластины Г-образной формы с углом от 90° до 135° между вертикально и горизонтально ориентированными частями, с выполненными в каждой из них по меньшей мере двумя соединительными отверстиями, одно из которых расположено в горизонтально ориентированной части пластины у торца, второе - в вертикально ориентированной части у линии сопряжения частей, и выполненным в вертикально ориентированной части каждой  пластины с наружной стороны фигурным вырезом, образующим крюк-фиксатор, соединяемые тремя фигурными нагелями, два из которых установлены в соответствующих отверстиях пластин, а третий вставлен в пазы крюков-фиксаторов.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором схематически представлено соединение конструкции при помощи заявляемого коннектора.
Коннектор деревянных элементов конструкции содержит пластины 1 и 2, с выполненными в них отверстиями 3 и 4, крюками-фиксаторами 5, и соединительные нагели 6, 7 и 8.
Сборку коннектора осуществляют следующим образом.
В отверстиях 3 и 4 пластин 1 и 2 устанавливают соединительные нагели 6 и 7, а на крюках-фиксаторах 5 закрепляют нагель 8.
Соединение деревянных элементов конструкции при помощи заявляемого технического решения производят в таком порядке.
Коннектор деревянных элементов конструкции укладывают горизонтально на ровной поверхности. В нижний паз коннектора, образованный вертикально ориентированными частями пластин 1 и 2, вставляют один стержневой элемент каркаса (стойку) до его упора торцом в нагель 7, таким образом, чтобы его узкая грань сопрягалась с нагелем 8. В верхний паз коннектора, образованный горизонтально ориентированными частями пластин 1 и 2, вставляют второй стержневой элемент каркаса (стропильную ногу) до его упора торцом в нагель 7 и в торец первого стержневого элемента, таким образом, чтобы его узкая грань сопрягалась с нагелем 6. После этого любым известным способом (например, болтовым соединением через предварительно сделанные отверстия, «стяжкой» саморезами или гвоздями и т.п.) производят закрепление положения обоих стержневых элементов каркаса в коннекторе.
При этом использование фигурных нагелей 6 и 7 крестообразной формы позволяет варьировать в определенном диапазоне ширину паза между пластинами 1, что, в свою очередь, дает возможность использования стержневых элементов различной толщины (при условии, что толщины каждого из соединяемых стержневых элементов одинаковые). А выполнение фигурного нагеля 8 в частном варианте исполнения таким, как показано на чертеже, позволяет использовать его в качестве элемента присоединения горизонтальных связей, обеспечивая фиксированные расстояния между соседними конструкциями.
В качестве соединяемых элементов становится возможным применение рядового пиломатериала, а основным требованием к его геометрии является торцевание стержневых элементов под прямым углом, так как это обеспечивает взаимное расположение стропильной ноги и стойки под углом, равным углу, заданному в коннекторе между его частями. При этом заявляемое техническое решение обеспечивает необходимую несущую способность конструкции за счет перераспределения нагрузки со стропильного стержневого элемента на стойку.
Заявляемое техническое решение является простым и технологичным в монтаже, обеспечивает надежность и долговечность эксплуатации конструкции, ее высокие прочностные характеристики и точность геометрии соединений всех элементов.