УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПЕРЕКРЕСТНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
NODAL CONNECTION OF CROSS ROD STRUCTURES

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в пространственно-стержневых конструкциях зданий и сооружений, например для соединения поясов перекрестных ферм.
Известно узловое соединение перекрестных стержневых конструкций (принятое в качестве аналога), включающее сходящиеся в узел стержни трубчатого сечения и жестко прикрепленные к ним парные соединительные элементы в виде тавров, размещенных в углах, образованных боковыми гранями стержней. Тавры состыкованы между собой полками посредством болтов, а кромки их стенок и полок жестко соединены с боковыми гранями стержней, подкрепленными торцевыми заглушками [Герзон М.И., Малиновский В.А. Узловое соединение перекрестных стержневых конструкций. - Авторское свидетельство №1749401, 23.07.1992, бюл. №27].
Недостаток этого технического решения заключается в материалоемкости узловых элементов, состоящих из парных тавров и торцевых заглушек между ними. Кроме того, тавры относятся к фасонным профилям, изготовляемым продольной разрезкой (роспуском) двутавров, что вызывает определенный рост трудоемкости и стоимости.
Наиболее близкое техническое решение (принятое за прототип) представляет собой узловое соединение перекрестных стержневых конструкций, включающее сходящиеся в узел стержни трубчатого сечения и жестко прикрепленные к ним парные соединительные элементы в виде уголков, размещенных в углах, образованных боковыми гранями стержней. Уголки состыкованы между собой полками посредством болтов, а кромки их перьев жестко соединены с боковыми гранями стержней, подкрепленными торцевыми заглушками [Аванесов С.И., Марутян А.С., Саркисян О.В. Узловое соединение перекрестных стержневых конструкций. - Авторское свидетельство №1428824, 01.10.1988, бюл. №37].
Недостатком прототипа является материалоемкость узловых элементов, состоящих их из парных уголков и торцевых заглушек между ними. Кроме того, установка болтовых креплений сопровождается дополнительными трудозатратами из-за их расположения внутри замкнутых контуров, ограниченных уголками и боковыми гранями соединяемых стержней.
Техническим результатом предлагаемого решения является сокращение расхода конструкционного материала и дополнительных трудозатрат.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в узловом соединении перекрестных стержневых конструкций, включающем сходящиеся в узел стержни трубчатых или двутавровых сечений и жестко прикрепленные к ним парные соединительные элементы в виде уголков, состыкованных между собой полками посредством болтов, парные уголки жестко закреплены по торцам соединяемых стержней с образованием VV-образных наконечников. В торцах соединяемых стержней трубчатых сечений средние ребра VV-образных наконечников формируют непосредственно жестко закрепленные между собой перья парных уголков. В торцах соединяемых стержней двутавровых сечений средние ребра VV-образных наконечников формируют перья парных уголков, жестко закрепленные с противоположных сторон стенок двутавровых стержней.
Предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций имеет достаточно универсальное техническое решение для использования в монтажных стыках, совмещенных с узлами пересечений, верхних (сжатых) и нижних (растянутых) поясов. Поясные стержни могут быть трубчатыми (из профильных труб прямоугольных и квадратных сечений) или двутавровыми (из балочных, широкополочных и колонных двутавров). Если узловое соединение трубчатых или двутавровых стержней ортогональных направлений принять за базовый вариант в виде 4-лучевого стыкования, то по его подобию, очевидно, можно представить весь ряд от 3-лучевых до 8-лучевых стыкований. При этом углы между отдельными лучами могут совпадать и отличаться, а сами лучи - располагаться в одной плоскости и в разных плоскостях.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показан вид сверху узлового соединения трубчатых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 2 - вид сверху узлового соединения двутавровых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 3 приведен вид сбоку узлового соединения трубчатых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 4 - вид сбоку узлового соединения двутавровых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 5 представлен вид сверху 3-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 6 - вид сверху 3-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 7 изображен вид сверху 5-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 8 - вид сверху 5-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 9 показан вид сверху 6-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 10 - вид сверху 6-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 11 приведен вид сверху 7-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 12 - вид сверху 7-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 13 представлен вид сверху 8-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 14 - вид сверху 8-лучевого стыкования двутавровых стрежней.
Предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций включает сходящиеся в узел трубчатые стержни 1 и жестко прикрепленные к ним сварными швами парные соединительные элементы в виде уголков 2, состыкованных между собой полками посредством болтов. Парные уголки 2 жестко закреплены сварными швами по торцам трубчатых стержней 1 с образованием VV-образных наконечников. В торцах соединяемых стержней трубчатых сечений 1 средние ребра VV-образных наконечников формируют непосредственно жестко закрепленные сварными швами между собой перья парных уголков 2. Так как трубчатые стержни 1 доступны только снаружи, для парных уголков 2 при 3-лучевых и 4-лучевых стыкованиях целесообразно применение равнополочных уголков. При 5-, 6-, 7- и 8-лучевых стыкованиях более предпочтительны парные уголки 2 из неравнобоких уголков, длинные полки которых снабжены отверстиями под болтовые крепления и расположены между наружными гранями трубчатых стержней 1.
Аналогично предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций включает сходящиеся в узел двутавровые стержни 3 и жестко прикрепленные к ним сварными швами парные соединительные элементы в виде уголков 4, состыкованных между собой полками посредством болтов. Парные уголки 4 жестко закреплены сварными швами по торцам двутавровых стержней 3 с образованием VV-образных наконечников. В торцах соединяемых стержней двутавровых сечений 3 средние ребра VV-образных наконечников формируют перья парных уголков 4, жестко закрепленных сварными швами с противоположных сторон стенок двутавровых стержней. Так как двутавровые стержни 3 доступны со всех сторон, для парных уголков 4 при 3-лучевых и 4-лучевых стыкованиях целесообразно применение равнополочных уголков. При 5-, 6-, 7- и 8-лучевых стыкованиях более предпочтительны парные уголки 4 из неравнобоких уголков, короткие полки которых снабжены отверстиями под болтовые крепления и расположены между стенками двутавровых стержней 3.
Предлагаемое решение узлового соединения перекрестных стержневых конструкций отличается от аналога и прототипа отсутствием торцевых заглушек, что сокращает расход конструкционного материала. Кроме того, в предлагаемом узловом соединении доступы к болтовым креплениям остаются до стыкований, при стыкованиях и после стыкований достаточно открытыми, благодаря чему изготавливать и монтировать конструкции можно без дополнительных трудозатрат.