МОНТАЖНЫЙ УЗЕЛ СБОРНОЙ СЕКЦИОННОЙ ОБОЛОЧКИ

М.Кл.:Е04В1/343
Монтажный узел сборной секционной оболочки
Полезная модель относится к области строительства, в частности, к сборным секционным самонесущим оболочкам, и может быть использована при строительстве сборных сооружений, например, ангаров, складов, выставочных павильонов, мастерских, торговых палаток, крытых теннисных кортов, спортивных залов и так далее.
В настоящее время широкое распространение получили бескаркасные арочные сооружения, совмещающие несущие и ограждающие функции с использованием легких утеплителей.
Их главными преимуществами являются простота конструкции и монтажа, а также малые сроки возведения (1),
Технология строительства сооружений данного вида состоит в следующем.
Специальная, так называемая, ангарная машина формует металлические секции в виде арок, например, из листов оцинкованной стали. Эти секции (арки) формуются также с отбортовками специальной формы в виде отогнутых наружу фланцев. Отогнутые наружу фланцы соседних секций затем стыкуют и механически скрепляют (закатывают) при помощи специальной машинки путем загибания концов. В результате закатки формируется герметичное соединение соседних секций. Последовательно собранные таким путем секции образуют арочное сооружение, совмеш;ающее несущие и ограждающие функции. В итоге образуется лёгкая самонесущая конструкция. Секции в виде арок могут опираться концами либо на лёгкий фундамент, либо на какие - то иные несущие конструкции. Если секции не имеют специальных опор, то ширина секций по основанию может доходить до 20 м. При наличии специального опорного основания ширина секций у основания может иметь значительно большие размеры. Созданное сооружение, как отмечалось выше, может использоваться в качестве склада, крытого теннисного корта, спортивного зала и т.д.
При создании подобных сооружений стоит техническая задача, заключающаяся в обеспечении крепления к их металлическим секциям дополнительных конструкций, в частности.
утеплителя, обрешеток, светильников и т.д. без нарушения герметичности металлической оболочки.
Эта задача может иметь различные решения.
Например, можно возвести описанным приемом, или иначе говоря, «накатать, два бескаркасных арочных соорз ения с размеп|;ением утеплителя в зазоре между ними. Однако при этом возрастает стоимость строительства и расход материала, удлиняются сроки возведения, повьппаются трудозатраты.
Другое решение заключается в напылении утеплителя на внзпгреннюю поверхность ангара, например, пенополиуретана или какого-либо иного состава, представляюш;его собой смесь утеплителя с клеем. Однако этот прием недёшев. Напыленный утеплитель имеет некачественный внешний вид. Возникают проблемы с пожарной безопасностью, так как напыляемые материалы являются горючими материалами. Кроме того, работы по напылению утеплителя являются сезонными, так как напыление должно производится при температуре не ниже + ЗС.
Один из вариантов решения упомянутой технической задачи заключается в предварительном прикреплении к металлическим секциям промежуточных монтажных деталей, на которые затем навешивается прямо или посредством деревянной обрешетки теплоизоляция, а также светильники и другая электроаппаратура.
кондиционеры и так далее. Однако крепление каждой монтажной детали к металлической секции также представляет собой непростую техническую задачу.
Например, крепление может быть осуществлено при помощи выполненных в металлических секциях сквозных отверстий. Однако образование сквозных отверстий в металлических секциях для крепления монтажных деталей не допускается, так как ведет к снижению несущей способности сооружения, проникновению внутрь помещения наружных осадков, способствует возникновению коррозии металла.
Известен монтажный узел сборной секционной оболочки, включающий монтажную деталь, прикрепленную к металлическим секциям, стык между которыми выполнен в виде отогнутых состыкованных фланцев с загнутыми концами (2).
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога (прототипа) заявленной полезной модели, поскольку является наиболее близким к ней по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату.
В известном монтажном узле соединение монтажной детали с металлическими секциями осуществлено при помощи сварки.
Недостатки известной конструкции монтажного узла заключаются в следующем: пожароопасность, что обусловлено
проведением сварочных работ, трудоемкость, сравнительно длительные сроки проведения. Кроме того, как показала практика эксплуатации, в летнее время вследствие значительного и неравномерного нагрева солнцем металлической поверхности секций и возникновения вследствие этого деформаций происходит отслоение приваренных монтажных деталей.
Целью полезной модели является намерение найти такое техническое решение монтажного узла сборной секционной оболочки, которое характеризовалось бы ножаробезопасностью, простотой конструкции и монтажа, прочностью, высокой надежностью и долговечностью соединения, малыми сроками монтажа.
Для достижения поставленных целей заявляется монтажный узел сборной секционной оболочки, включающий монтажную деталь, прикрепленную к металлическим секциям, стык между которыми выполнен в виде отогнутых состыкованных фланцев с загнутыми концами, причем, согласно полезной модели, монтажная деталь представляет собой продолговатый металлический элемент, принудительно введенный в стык на глубину, превышающую линию начала изгиба загнутых концов состыкованных фланцев, при этом, по меньшей мере, концевой участок введенной в стык части
продолговатого металлического элемента выполнен с возможностью пластичного изгиба в нем.
Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемой полезной модели. Она необходима и достаточна во всех случаях ее реализации.
Заявитель считает необходимым пояснить, что термин «пластичный изгиб является термином, взятым из курса «Сопротивление материалов. Под этим термином понимается такой изгиб металлической детали, при котором после снятия наружных усилий не происходит ее возврата в первоначальное положение, в отличие от, например, упругого изгиба металлического стержня, при котором после снятия наружных усилий металлический стержень приобретает первоначальную форму.
Применительно к заявленной полезной модели пластичный изгиб концевого участка продолговатого металлического элемента означает, что если его вытащить из стыка, то он останется изогнутым.
Таким образом, согласно выше охарактеризованной сущности полезной модели, особенность ее заключается в том, что сначала берут монтажную деталь, представляющую собой продолговатый металлический элемент, например, стержень или пластину, и забивают его в стык на глубину, превьппающую линию начала
изгиба загнутых концов состыкованных фланцев. За счет того, что, по меньшей мере, концевой участок введенной в стык части продолговатого металлического элемента вьшолнен с возможностью пластичного изгиба в нем, то конец продолговатого металлического элемента загибается в стыке. В результате этого монтажная деталь надежно заанкеривается в стыке. На свободный оставшийся снаружи стыка конец продолговатого металлического элемента может быть навешан упомянутый выше утеплитель или деревянная обрешетка или другая конструкция, необходимая для функционирование сооружения, например, электрическая арматзфа, светильники и т.д. Для монтирования данного монтажного узла требуется незначительноевремя.Устройствохарактеризуется
пожаробезопасностью, простотой и высокой надежностью соединения.
При этом мы считаем необходимым выделить следующие развития и/или уточнения общей совокзшности существенных признаков устройства, относящиеся к частным случаям его вьшолнения или использования.
Как отмечалось вьппе, продолговатый металлический элемент может иметь различную конструкцию. В частности он может представлять собой цельный металлический стержень или пластину. Однако стержень может быть вьшолнен и составным.
Для облегчения изгиба продолговатого металлического элемента в процессе его забивания в стык могут быть использованы различные конструктивные приемы. Например, концевой участок введенной в стык части плоского протяженного элемента может быть выполнен более тонким по сравнению с остальной частью (утоньшен) специально еще при его изготовлении. При этом, в случае необходимости, он может быть дополнительно расплющен. Либо этот элемент может быгь первоначально изготовлен без утоньшения, а потом утоньшен в результате расплюпщвания. Для облегчения изгиба продолговатого металлического элемента в процессе его забивания в стык он может быть подвергнут отжигу для повышения мягкости и пластичности металла в результате изменения структуры металла, из которого он изготовлен. Как известно, отжиг представляет собой вид термической обработки металла, в результате которой повышается его пластичность вследствие изменения структуры.
Для дополнительного облегчения изгибания концевой участок введенной в стьпс части плоского протяженного элемента может быгь дополнительно загнут.
Кроме того, предпочтительно, чтобы передняя кромка концевого участка введенной в стык части плоского протяженного
элемента была бы заострена. Это также облегчает его проникновение в стык.
Как отмечалось выше, стержень может быть выполнен и составным. При этом предпочтительно, чтобы вводимая в стык часть была бы вьтолнена из металла с возможностью пластичного изгиба в нем, а другая часть стержня была бы выполнена из более прочного металла.
Однако, если весь стержень выполнен из металла с такой высокой степенью пластичного изгиба, что от ударов по его торцу он может изгибаться, то для облегчения процесса принудительного забивания продолговатого металлического элемента, желательно, чтобы открытый торец продолговатого металлического элемента, имел бы опорную часть поверхности под инструмент для забивания монтажной детали в стык, который был бы вьшолнен в виде стержня, имеющего расположенный с одного торца паз для надвигания до упора в опорную часть поверхности открыгого торца.
Помимо перечисленного, заявитель считает необходимым отметить, что для повышения надежности заанкеривания продолговатого металлического элемента внутри стыка предпочтительно, чтобы продолговатый металлический элемент кроме пластичного изгиба был бы дополнительно обжат в стыке
состыкованными фланцами, а на его новерхность была бы нанесена дополнительная шероховатость.
В заключение данного раздела онисания заявитель считает необходимым еще раз остановиться на некоторых преимуществах заявляемой полезной модели, которые напрямую следуют из вышеприведенного описания.
Как отмечалось ранее, цель настоящей полезной модели заключается в том, чтобы из дешевых строительных материалов создать монтажный узел, характеризз ющийся простотой и высокой надежностью соединения, а также мальпли сроками монтажа.
Важным преимуществом полезной модели является также то, что оно относительно просто и легко может быть реализовано на технологическом оборудовании, широко используемом в настоящее время в отечественной промышленности с использованием дешевых строительных материалов.
Эти и другие преимущества полезной модели могут быть более подробно увидены, после обращения к ниже приведенным чертежам и описанию настоящей заявки.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. 1 изображена принципиальная конструктивная схема ангара, на примере которого реализована заявленная полезная модель, аксонометрия;
На фиг, 2 - сечение по А-А на фигЛ, показывающее поперечное сечение стыка секций ангара в начальный момент принудительного введения продолговатого металлического элемента в стык;
На фиг. 3 - то же, в конце принудительного введения продолговатого металлического элемента в стык;
На фиг. 4 - изображено сечение по А-А на фиг. 1 с использованием инструмента для забивания монтажной детали в стык.
Монтажный узел проиллюстрирован на примере его использования для крепления дополнительных конструкций к внутренней поверхности сборной секционной оболочки 1, например, ангара, состоящей из металлических секций 2. Стык 3 между металлическими секциями 2 выполнен в виде отогнутых состыкованных фланцев 4 смежных металлических секций 2 с загнутыми концами 5. Монтажный узел включает монтажную деталь в виде продолговатого металлического элемента 6, например, металлического стержня, который принудительно введен, в частности, забит молотком, в стык 3 на глубину, превыщающую линию 7 начала изгиба загнутых концов 5 состыкованных фланцев 4 смежных металлических секций 2. Для обеспечения такого изгиба, по меньшей мере, концевой участок 8 введенной в стык части 9 продолговатого металлического элемента 6 выполнен с
ВОЗМОЖНОСТЬЮ пластичного изгиба в стыке при соприкосновении с внутренней поверхностью загнутого конца 5 фланца 4.
Работа по созданию монтажного узла состоит в следующем.
После возведения сборной секционной оболочки 1 сначала намечают места стыков 3 смежных металлических секций 2, в которые необходимо закрепить монтажные детали. Эти места определяются, в частности, в зависимости от вида дополнительных конструкций, которые необходимо прикрепить к сборной секционной оболочке 1 изнутри (утеплитель, обрешетка, светильники и т.д.). После этого производят устройство монтажных узлов в этих места. Для этого принудительно вводят в намеченное место каждого стьша 3 монтажную деталь в виде первоначально прямолинейного продолговатого металлического элемента 6, например, металлического стержня. Направление ввода монтажной детали показано на фиг. 2 стрелкой, обозначенной позицией 10. Принудительный ввод наиболее просто осуществить ударами молотка по торцу 11 продолговатого металлического элемента 6. В процессе заглубления в стык 3 концевой участок 8 первоначально прямолинейного продолговатого металлического элемента 6 после достижения линии 7 начала изгиба загнутых концов 5 состыкованных фланцев 4 смежных металлических секций 2 начинает постепенно изгибаться от соприкосновениям с изогнутыми
|1Ш|)гиц
12
поверхностями смежных фланцев 4, образующих стык 3, приобретая форму стыка и обеспечивая удержание монтажной детали в стыке 3. В конце погружения концевой участок 8 введенной в стык 3 части 9 продолговатого металлического элемента 6 в результате пластичного изгиба в стыке оказывается изогнутым, как это показано на фиг, 3. Продолговатый металлический элемент 6 оказывается надежно закрепленным в стыке 3. Положение расположенный снаружи стыка части 12 продолговатого металлического элемента 6 сразу после забивания показано на фиг. 3 пунктирной линий. Она предназначена для забивания продолговатого металлического элемента 6, а также для крепления дополнительных конструкций, которые необходимо прикрепить к сборной секционной оболочке 1 изнутри (утеплитель, обрешетка, светильники и т.д.). Для этого обычно является целесообразным осуществить изгиб расположенной снаружи стьпса части 12 продолговатого металлического элемента 6. Паправление изгиба показано на фиг. 3 стрелкой, обозначенной позицией 13.
Таким образом, производится создание всех монтажных узлов в намеченных местах стьшов 3 смежных металлических секций 2 сборной секционной оболочки 1. После этого к расположенным снаружи стьосов частям 12 продолговатых металлических элементов 6 крепят, например, деревянную обрешётку из дерева.
предварительно пропитанного специальными пропиточными огнезащитными составами с целью придания огнестойкости. К обрешётке затем могут механически крепится гибкие фольгированные стекломаты. Стыки соседних стекломатов герметизируются. Внешний вид полученного таким путем покрытия достаточно эстетичный. Оно похоже на металлическое одеяло. Для защиты утеплителя от механических воздействий на уровне 2-3 метров от пола по периметру сооружения могут быть смонтированы отбойники. Толщина утеплителя может быть любой. Обычно она бывает кратна 50 мм.
Проблема конденсата, образующегося на внутренней поверхности подобных покрытий, может быть успешно рещена подбором специальных режимов вентиляции.
Для обеспечения повышенных эстетических требований к утепленной внутренней поверхности покрытия на созданную при помощи заявленных монтажных узлов поверхность утеплителя могут быгь смонтированы декоративные покрытия, например, виниловые панели. Это возможно благодаря высокой несущей способности предложенных монтажных узлов.
Рассмотрим подробнее продолговатый металлический элемент 6. Он может быть выполнен как цельньпл, так и составным и, кроме того, иметь различные формы выполнения. Например, он может
Представлять собой металлический стержень любой формы поперечного сечения, в частности, круглой, квадратной, Т-образной н т.д. Он может быть выполнен также в виде пластины или иметь иную форму. Существенно важным является то, что продолговатый металлический элемент 6 имеет две части: вводимую в стык часть 9 с изгибаемым в стыке концевым участком 8 и располагающуюся снаружи стыка часть 12, оканчивающуюся торцом 11.
Вводимая в стык часть 9 с изгибаемым в стыке концевым участком 8 продолговатого металлического элемента 6 должна быть вьшолнена таким образом, чтобы, по меньшей мере, концевой участок 8 обладал способностью пластично изгибаться в стыке. Как отмечалось выще, под взятым из курса «Сопротивление материалов термином «пластичный изгиб понимается такой изгиб продолговатого металлического элемента 6, при котором после снятия наружных усилий не происходит его возврата в первоначальное положение, в отличие от, например, упругого изгиба металлического стержня, при котором после снятия наружных усилий металлический стержень приобретает первоначальную форму. Наиболее просто это достигнуть путем выполнения продолговатого металлического элемента 6 составным, когда вводимая в стык часть 9 с изгибаемым в стыке концевым участком 8 продолговатого металлического элемента 6 была бы
вьшолнена из сравнительно мягкого и нластичного материала, а располагающуюся снаружи стыка 3 часть 12, была бы вьшолнена из более «жесткого металла, способного выдерживать удары молотка по торцу 11 и не гнуться. Однако изготовление продолговатого металлического элемента 6 такой конструкции сложно и трудоемко. Поэтому целесообразна конструкция продолговатого металлического элемента 6 в виде цельного стержня, материал и геометрические размеры подобраны таким образом, что располагающаяся снаружи стыка 3 его часть 12 не гнется от ударов молотка по торцу 11, а, по меньшей мере, концевой участок 8 введенной в стык другой его части 9 выполнен с возможностью пластичного изгиба в стыке 3. Для облегчения данной задачи концевой участок 8 введенной в стык части 9 продолговатого металлического элемента может быть утоньшен, как это показано на фиг. 2 - фиг.4. Кроме того, утоньшена может быть также и вся часть 9 продолговатого металлического элемента 6 с концевым участком 8. Упомянутое утоньшение может быть получено в результате расплющивания концевой части заготовки в виде стержня, например, молотком. Как отмечалось ранее обеспечение пластичного изгиба концевого участка 8 может быть достигнуто в результате его отжига для повышения мягкости и пластичности металла в результате изменения структуры под действием высокой
температуры. Как известно, отжиг представляет собой вид термической обработки металла, в результате которой повышается его пластичность вследствие изменения структуры.
Для облегчения проникновения продолговатого металлического элемента 6 в стык 3 целесообразно, чтобы концевой участок 8 продолговатого металлического элемента 6 был бы выполнен не прямолинейным, а с изгибом 14 на конце. Это предотвратит случайное заклинивание продолговатого металлического элемента 6 в процессе забивания в стык 3.
Еще более облегчит процесс проникновения продолговатого металлического элемента 6 в стык 3 выполнение заостренной передней кромки концевого участка 8.
Для повышения надежности закрепления продолговатого металлического элемента 6 в стыке 3 целесообразно обеспечение его обжатие в стыке состыкованными фланцами. Это может быть достигнуто, например, вьшолнением его диаметра продолговатого металлического элемента 6 немного большим размера зазора в стыке 3.
Повышение надежности закрепления продолговатого металлического элемента 6 в стыке 3 может быть также достигнуто путем нанесение на егоповерхность дополнительной
1Ш///
между поверхностью продолговатого металлического элемента 6 и контактирующими с ней поверхностями смежных фланцев 4, образующих стык 3.
Заявитель считает также целесообразным обратить внимание экспертизы на следующий частный случай полезной модели. В ряде случаев при забивании продолговатого металлического элемента 6 ударами молотка по торцу 11 он не будет погружаться в стык 3, а начнет гнуться его располагающуюся снаружи стьжа 3 часть 12, Это может произойти, например, при использовании в качестве продолговатого металлического элемента 6 пластины или цельного стержня, выполненного из слишком «мягкой стали. В этом случае для создания монтажного узла целесообразно, чтобы расположенный снаружи стыка торец И продолговатого металлического элемента 6 имел бы опорную часть поверхности под инструмент 15 для забивания монтажной детагш в стык 3 (фиг. 4). Этот инструмент выполнен в виде стержня 16, имеющего расположенный с одного торца паз 17 для надвигания до упора в опорную часть поверхности торца 11 продолговатого металлического элемента 6. Используют инструмент 15 для забивания монтажной детали в стьш следующим образом. Сначала продолговатый металлический элемент 6 вводят в паз 17 так, чтобы из него выступала часть 9 продолговатого металлического элемента
6 С изгибаемым в стьже концевым участком 8. Затем начинают погружать концевой участок 8 в стык 3, например, ударяя молотком по наружному торцу 18 инструмента 15 для забивания монтажной детали в стык.
Заявленная полезная модель может быгь эффективно использована для крепления дополнительных конструкций к самонесущим оболочкам ангаров и других оболочковых конструкций, имеющих стыки в виде отогнутых состыкованных фланцев с загнутыми концами, без нарущения целостности оболочки. Это, в частности, относится к конструкциям складских помещений и автосервисов. Использование полезной модели может быть также распространено на такие строительные сооружения, как прямоугольные металлические ангары, бетонные и кирпичные помещения, крытые спортивные залы и теннисные корты.
Источники информации, принятые во внимание:
1.Мельников Н.П. Металлические конструкции. Справочник проектировщика. Издание 2-е, М., Стройиздат, 1980, с.619-621;
2.Патент США № 4160340, класс 47-27, опублик. 1979 (прототип).
Ша)1115;(