УЗЛОВОЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ), КАРКАС ПАНЕЛЬНОГО ТИПА С РАЗЛИЧНОЙ КРИВИЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ (ВАРИАНТЫ), СТЕРЖНЕВОЙ СЕТЧАТЫЙ КАРКАС ЗАМКНУТОГО ОБЪЕМА (ВАРИАНТЫ)

1. Узловое соединительное устройство, включающее крестообразную штампованную фасонку, изготовленную из листовой заготовки, имеющей крестообразную контактную плоскость в основании и с вытянутыми за счет секторов дополнительными контактными поверхностями под углом, к поверхности которых внахлест болтовым соединением фиксируются концы каркасных стержней, на контактных поверхностях фасонки и концов стержней находятся монтажные отверстия для крепежных болтов и штифтовые устройства, отличающееся тем что узловое соединительное устройство (УСУ) состоит из конусной многогранной фасонки (КМФ), в вершине которой расположен желоб; конусная многогранная фасонка изготавливается из листовой заготовки, из центральной оси которой исходят разметочные лучи, вдоль которых методом штамповки, гибки или поэлементной сборки формируются зубчатые складки, внутренний угол которых больше, меньше или равен 90°; разметочные лучи определяют параметры зубчатых складок: их геометрию, профиль, углы направления внутренних и наружных граней, определяют количество и место контактных плоскостей для несущих каркасных стержней (НКС), задают условный радиус сферичности конструкции каркасов; центральная ось может находиться в любой точке, лежащей на плоскости заготовки; в центральной части листовой заготовки расположено фигурное отверстие, которое после формовки КМФ преобразуется в паз, в котором жестко крепится желоб, параметры желоба - геометрия профиля, длина и направление зависят от способа фиксации продольной балки и структурной схемы выбранного каркаса, длина его также может быть ограничена боковыми наружными стенками - ребрами зубчатых складок; секущие плоскости, проходящие через центральную ось (УСУ), делят ее на сектора симметрии и подобия; УСУ может иметь несколько секторов симметрии и подобия, в каждой из которых может находиться одна, две и более зубчатых складок, каждый сектор симметрии и подобия может формироваться самостоятельно, отдельно от других секторов и отличающееся как размерами, так и конфигурацией зубьев; сектора симметрии и подобия могут соединяться между собой, образуя комбинированные узловые соединительные устройства; на контактных поверхностях зубчатых складок - ребрах и желоба находятся монтажные отверстия или иные известные соединительные устройства и приспособления, служащие жесткой фиксацией концов НКС.
2. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что для применения различных профилей НКС, зубчатые складки УСУ и желоб могут быть сформированы под контактную поверхность их профиля.
3. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, для формирования плавных наружных форм сферических каркасов, наружные грани зубчатых складок и хвостов желоба формируют в радиус сферы.
4. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что для увеличения жесткости конструкции КМФ на ребрах и гранях известными способами формируют или наращивают элементы жесткости.
5. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что для увеличения контактной поверхности для концов НКС с УСУ на контактных поверхностях зубчатых складок дополнительно устанавливаются захватывающие механизмы и узлы или наращиваются удлиненные посадочные профили, к поверхностям которых и крепятся концы НКС известными способами.
6. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что УСУ выполнено в форме неразъемной кассеты, у которой находятся посадочные щели или отверстия для концов НКС, внутри кассеты находятся захватывающие устройства с фиксаторами и устройствами для расстыковки соединений.
7. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что для расширения функциональных возможностей узлового соединения с внутренней поверхности УСУ в вершине встраивается блок тросовой растяжки.
8. Узловое соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что для создания узлового соединения, позволяющего производить монтаж и демонтаж каркасных конструкций, применяются УСУ, состоящие из разъемных вкладышей - матрицы и пуансона, повторяющих внутреннюю и наружную рельефные посадочные плоскости; при сборке узлового соединения (УС) для фиксации концов НКС от смещения и для юстировки вкладышей относительно друг друга применяются штифтовые направляющие, вкладыши прижимаются, зажимая концы НКС, и фиксируются известными способами.
9. Узловое соединительное устройство (вариант), включающее крестообразную штампованную фасонку, изготовленную из листовой заготовки, имеющей крестообразную контактную плоскость в основании с вытянутыми за счет секторов дополнительными контактными поверхностями под углом, к поверхности которых внахлест фиксируются концы каркасных стержней, на контактных поверхностях фасонки и концов стержней находятся монтажные отверстия для крепежных болтов и штифтовые устройства, отличающееся тем, что узловое соединительное устройство (УСУ) состоит из конической многогранной фасонки (КМФ), в вершине которой расположен желоб; КМФ изготовлена из листовой заготовки, из центральной оси которой исходят разметочные лучи, вдоль которых методом штамповки, гибки или поэлементной сборки формируются зубчатые складки, внутренний угол которых больше, меньше или равен 90°; разметочные лучи определяют параметры зубчатых складок: их геометрию, профиль, углы направления внутренних и наружных граней, определяют количество и место контактных плоскостей для несущих каркасных стержней (НКС); в центральной части листовой заготовки расположено фигурное отверстие, которое после формовки КМФ преобразуется в паз, в котором жестко крепится желоб, параметры желоба - геометрия профиля, длина и направление зависят от способа фиксации продольной балки и структурной схемы выбранного каркаса; в вершине КМФ сформированы две (в частном случаи), зубчатые складки и грани которых находятся в одной плоскости с хвостами желоба, образуя «поясничный узел», плоскость, в которой находится поясничный узел, может иметь различную кривизну - плоскую, выгнутую, выпуклую; дополнительные контактные поверхности для концов НКС-распорок создаются за счет боковых ребер центральных зубчатых складок и контактными площадками, ограниченными параллельными разметочными лучами, формирующими последующие зубчатые складки, увеличивая угловую разницу направлений центральных граней зубчатых складок с контактными площадками и сохраняя направления всех граней зубчатых складок, исходящими из одного центра КМФ; на контактных поверхностях зубчатых складок - ребрах и желоба находятся монтажные отверстия или иные известные соединительные устройства и приспособления, служащие жесткой фиксацией концов НКС.
10. Узловое соединительное устройство по п.9, отличающееся тем, что для расширения функциональных возможностей узлового соединения, с внутренней поверхности УСУ в вершине встраивается блок тросовой растяжки.
11. Узловое соединительное устройство по п.9, отличающееся тем, что для применения различных профилей НКС, зубчатые складки УСУ и желоб могут быть сформированы под контактную поверхность их профиля.
12. Узловое соединительное устройство по п.9, отличающееся тем, что для увеличения жесткости конструкции КМФ, на ребрах и гранях известными способами формируют или наращивают элементы жесткости.
13. Узловое соединительное устройство по п.9, отличающееся тем, что для увеличения контактной поверхности для концов НКС с УСУ, на контактных поверхностях зубчатых складок дополнительно устанавливаются захватывающие механизмы и узлы или наращиваются удлиненные посадочные профили, к поверхностям которых и крепятся концы НКС известными способами.
14. Узловое соединительное устройство по п.9, отличающееся тем, что УСУ выполнено в форме неразъемной кассеты, у которой находятся посадочные щели или отверстия для концов НКС, внутри кассеты находятся захватывающие устройства с фиксаторами и устройствами для расстыковки соединений.
15. Узловое соединительное устройство по п.9, отличающееся тем, что для создания узлового соединения позволяющего производить монтаж и демонтаж каркасных конструкций, применяются УСУ, состоящие из разъемных вкладышей - матрицы и пуансона, повторяющих внутреннюю и наружную рельефные посадочные поверхности, при сборке узлового соединения (УС) для фиксации концов НКС от смещения и для юстировки вкладышей относительно друг друга применяются штифтовые направляющие, вкладыши прижимаются, зажимая концы НКС, и фиксируются известными способами.
16. Узловое соединительное устройство (вариант), включающее коническую штампованную фасонку, изготовленную из листовой заготовки, имеющую крестообразную контактную плоскость в основании и с вытянутыми за счет секторов дополнительными контактными поверхностями под углом, к поверхности которых внахлест болтовым соединением фиксируются концы каркасных стержней, на контактных поверхностях фасонки и концов стержней находятся монтажные отверстия для крепежных болтов и штифтовые устройства, отличающееся тем что узловое соединительное устройство (УСУ) состоит из зубчатой фасонки (ЗФ), зубчатая фасонка изготавливается из листовой заготовки, в вершине (в основании) которой формируются симметрично три, четыре и более радиально расходящиеся центральные зубчатые складки, грани которых находятся в одной плоскости, образуя «поясничный узел», плоскость, в которой находится поясничный узел, может иметь различную форму - плоскую, выгнутую, выпуклую; дополнительные контактные плоскости для концов НКС-распорок, формируются за счет поверхностей центральных зубчатых складок, и, внутренние грани которых относительно центральной оси имеют угол наклона больше, меньше или равный 45°; для увеличения разницы угла наклона между гранями «поясничного узла» и гранями, определяющими углы направления дополнительных контактных площадок - для распорок, фигурное отверстие в центре заготовки имеет увеличенный размер и при формировании ЗФ оно сокращается до нужных размеров, внутренние торцы зубчатых складок жестко фиксируются на внешней поверхности центрального кольца; на контактных поверхностях зубчатых складок находятся монтажные отверстия или иные известные соединительные устройства и приспособления, служащие жесткой фиксацией для концов НКС.
17. Узловое соединительное устройство по п.16, отличающееся тем, что для применения различных профилей НКС зубчатые складки УСУ могут быть сформированы под контактную поверхность их профиля.
18. Узловое соединительное устройство по п.16, отличающееся тем, что для формирования плавных наружных форм сферических каркасов наружные грани зубчатых складок формируют в радиус сферы.
19. Узловое соединительное устройство по п.16, отличающееся тем, что для увеличения жесткости конструкции КМФ на ребрах и гранях зубчатых складок известными способами формируют или наращивают элементы жесткости.
20. Узловое соединительное устройство по п.16, отличающееся тем, что для увеличения контактной поверхности для концов НКС с УСУ на контактных поверхностях зубчатых складок дополнительно устанавливаются захватывающие механизмы и узлы или наращиваются удлиненные посадочные профили, к поверхностям которых и крепятся концы НКС известными способами.
21. Узловое соединительное устройство по п.16, отличающееся тем, что для создания узлового соединения, позволяющего производить монтаж и демонтаж каркасных конструкций, применяются УСУ, состоящие из разъемных вкладышей - матрицы и пуансона, повторяющих внутреннюю и наружную рельефные посадочные поверхности, при сборке узлового соединения (УС) для фиксации концов НКС от смещения и для юстировки вкладышей относительно друг друга применяются штифтовые направляющие, вкладыши прижимаются, зажимая концы НКС, и фиксируются известными способами.
22. Сетчатая структура каркаса панельного типа, включающая узловое соединение, состоящее из конической крестообразной фасонки и [_]-образными каркасными стержнями, на контактных поверхностях которых находятся монтажные отверстия и штифтовые устройства, за счет болтовых соединений собирается сетчатая структура панельного каркаса с квадратными ячейками, отличающееся тем, что стержневой каркас панельного типа с различной кривизной поверхностью строится из узловых соединений, состоящих из одинаковых узловых соединительных устройств (УСУ) и несущих каркасных стержней (НКС); УСУ состоит из МКФ, изготовленной из листовой заготовки, в вершине которой находится желоб и две (в частном случае) центральные зубчатые складки, которые находятся в одной плоскости, образуя крестообразный поясничный узел; на поверхности МКФ имеются дополнительные четыре (в частном случае) зубчатые складки, исходящие из вершины фасонки и служащие фиксацией концов НКС-распорок и которые соединяют противоположные концы этих НКС-распорок, с аналогичной поверхностью перевернутого УСУ; изменяя углы направления ребер и хвостов желоба в верхних и нижних поясничных узлах, а также применяя широкий спектр материалов, профилей для НКС и изменяя длину НКС, строятся каркасы панельного типа с различной кривизной поверхности в верхних и нижних поясах - сводчатые, арочные, также имеется возможность строить стержневые каркасы, по форме описывающие замкнутые фигуры - цилиндр, тор, диск, эллипс и прочие каркасные конструкции; жесткая фиксация концов НКС к поверхностям УСУ осуществляется известными способами.
23. Сетчатая структура каркаса панельного типа по п.20, отличающаяся тем, что для создания каркасов большой площади, способных выдерживать большие нагрузки на изгиб и кручение, при незначительном увеличении общей массы, продольные балки нижнего пояса являются базовой основой построения наружной сетки последующего каркаса, образуя многоуровневую жесткую структурную систему каркасов; наружная сетка каркаса «верхнего пояса» также может являться опорной базой построения последующего надстраиваемого каркаса.
24. Сетчатая структура каркаса панельного типа по п.22, отличающаяся тем, что для создания новых каркасных структурных форм и композиций дополнительно устанавливают и соединяют между собой аналогичные по структурным конструкциям каркасы и их фрагменты.
25. Сетчатая структура каркаса панельного типа по п.22, отличающаяся тем, что для изготовления каркасов больших размеров и объемов, таких как: корпуса для жестких дирижаблей, ангаров (эллингов), крупногабаритных космических зеркал и рефлекторов, а также для увеличения жесткости и уменьшения общего веса конструкции, на профилях НКС-балок, ферм и на поверхности УСУ помимо монтажных отверстий, соединительных устройств и приспособлений формируются дополнительные разгрузочные отверстия различной конфигурации, с отбортовкой по краям периметра.
26. Сетчатая структура каркаса панельного типа по п.22, отличающаяся тем, что для применения каркасных конструкций в различных областях строительства, (а именно в космонавтике, воздухоплавании, промышленности, сельском хозяйстве и иных направлениях) каркасы покрываются наружными ограждающими поверхностями, внутренними оболочками и межслойными наполнителями, которые могут обладать различными физическими, химическими, механическими и конструктивными свойствами, с фиксацией (креплением) их к каркасу известными способами.
27. Сетчатая структура каркаса панельного типа (вариант), включающая узловое соединение, состоящее из конической крестообразной фасонки и [_]-образными каркасными стержнями, на контактных поверхностях которых находятся монтажные отверстия и штифтовые устройства, фиксируя концы каркасных стоек к поверхностями конической фасонки болтовыми соединениями, отличающаяся тем, что для строительства каркаса с различными по геометрии многогранными ячейками в верхних и нижних поясах применяются узловые соединения, состоящие из типовых (одинаковых) узловых соединительных устройств (УСУ) и несущих каркасных стержней (НКС); УСУ состоят из МКФ, в вершине которых лучами расходятся три, пять и более центральных зубчатых складок, грани которых находятся в одной плоскости, создавая верхний поясничный узел; дополнительные контактные поверхности МКФ, сформированные на поверхностях зубчатых складок и служащие для фиксации концов НКС-распорок, соединяют противоположные концы НКС - распорки с аналогичной поверхностью перевернутого УСУ, создавая нижний поясничный узел, изменяя углы направления граней зубчатых сладок в верхних и нижних поясничных узлах, а также используя широкий спектр материалов, профилей для НКС и изменяя их длину, строятся каркасы с различной кривизной поверхности; а также имеется возможность строить каркасы, по форме описывающие сферические, дисковые, шаровые и прочие стержневые конструкции; жесткая фиксация концов НКС к поверхностям УСУ осуществляется известными способами.
28. Стержневой сетчатый каркас замкнутого объема (вариант), состоящий из узла соединения стержней кольцевого и меридионального направления двухсетчатой оболочки, образующих сферическую (куполообразную) конструкцию, состоящую из верхних и нижних поясов, включающие узловую деталь, выполненную разъемной, имеющую центральную фасонку, расположенную в радиальной плоскости кольцевого направления, и прикрепленные к ее боковым плоскостям прямоугольные фланцы, к поверхности которых жестко прикреплены на заданном расстоянии друг от друга дополнительные фасонки и расположенные в радиальных плоскостях стержни меридионального направления, причем каждая фасонка узловой детали верхнего пояса соединена наклонным раскосом с соответствующей фасонкой узловой детали нижнего пояса, отличающийся тем, что стержневой сетчатый каркас замкнутого пространства состоит из типовых узловых соединительных устройств (ТУСУ), типовое узловое соединительное устройство состоит из конической многогранной фасонки (КМФ), изготовленной из листовой заготовки, в вершине которой находится желоб и несколько расположенных веером зубчатых складок, имеющих некоторое отличие в углах наклона и схода их граней; на поверхностях зубчатых складок жестко фиксируются известными способами концы НКС; стержневой сетчатый каркас замкнутого пространства строится из НКС, которые получают хордовые направления для раскосов, продольные направления для балок-стрингеров и поперечные направления (для сферических каркасов - меридиональные направления); за счет углов наклона и схода ребер зубчатых складок, а также длин НКС задается условный радиус кривизны конструкции каркаса; продольные балки-стрингеры, соединяющие вершины ТУСУ совместно с НКС-раскосами, формируют наружную сетку каркаса с треугольными ячейками, поперечные НКС (для сферических и куполообразных каркасов - меридионального направления) соединяют вершины УСУ через цепочку продольного ряда узловых соединений (УС); с внутренней стороны каркаса поперечные НКС (меридионального направления) жестко фиксируются в местах пространственного скрещивания с дополнительными продольными балками - внутренними стрингерами, формируют внутреннюю сетку каркаса с четырехугольными ячейками; для сферических поверхностей в форме шара, различных куполов, диска и т.п. сферических каркасных изделий характерны свойства схождения НКС к единому центру-полюсу, где применяются типовые УСУ с уменьшением количества зубчатых складок в секторе подобия - до одной; в вершине каркаса применяется УСУ с увеличенным, кратным количеством зубчатых складок по всему периметру центра-полюса; геометрические и силовые параметры НКС - их длина, профиль, материал и конструкция в виде балок, рам, консолей, скосов, раскосов, ферм, зависят от требований, предъявляемых к каркасам, и изготавливаемые по известным вариантам и способам.
29. Сетчатая структура каркаса замкнутого объема по п.28, отличающаяся тем, что для создания больших каркасов замкнутого объема, способных выдерживать большие нагрузки на изгиб и кручение, при незначительном увеличении общей массы, внутренние продольные балки - стрингеры, образующие внутреннюю сетку каркаса, являются базовой основой построения наружной сетки последующего внутреннего каркаса, образуя многоуровневую жесткую структурную систему каркасов; наружная сетка каркаса также может являться опорной базой построения последующего надстраиваемого каркаса.
30. Сетчатая структура каркаса замкнутого объема по п.28, отличающаяся тем, что для создания новых каркасных структурных форм и композиций внутри и с наружи дополнительно устанавливают и соединяют между собой аналогичные по структурным конструкциям каркасы и их фрагменты.
31. Сетчатая структура каркаса замкнутого объема по п.28, отличающаяся тем, что для уменьшения относительного прогиба поперечных НКС (для сферических каркасов - меридионального направления) боковые поверхности НКС и боковые грани УСУ, находящиеся в одной плоскости, соединяются стяжками, количество стяжек может быть одна, две и более с каждой опорной стороны.
32. Сетчатая структура каркаса замкнутого объема по п.28, отличающаяся тем, что для изготовления каркасов больших размеров и объемов, таких как: корпуса жестких дирижаблей, ангаров (эллингов), крупногабаритных космических зеркал и рефлекторов, а также для увеличения жесткости и уменьшения общего веса конструкции, на профилях НКС-балок, ферм и на поверхности УСУ помимо монтажных отверстий, соединительных устройств и приспособлений формируются дополнительные разгрузочные отверстия различной конфигурации, с отбортовкой по краям периметра.
33. Сетчатая структура каркаса замкнутого пространства по п.28, отличающаяся тем, что для применения каркасных конструкций в различных областях строительства, а именно: в космонавтике, воздухоплавании, промышленности, сельском хозяйстве (и иных направлениях) каркасы покрываются наружными ограждающими поверхностями, внутренними оболочками и межслойными наполнителями, которые могут обладать различными физическими, химическими, механическими и конструктивными свойствами, с фиксацией (креплением) их к каркасу известными способами.
34. Сетчатая структура каркаса замкнутого пространства по п.28, отличающаяся тем, что для структур каркасов ограниченного пространства таких как: ангары, теплицы, купола, мансарды и т.п. изделий, при переходе в вершине торца арочного (цилиндрического) каркаса в сферический сектор, применяются «комбинированные» УСУ; вдоль периметра основания применяются УСУ сектора подобия - каблук.