Узловое соединение стержней структурной конструкции

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным стержневым конструкциям, в частности к узлам соединения металлических стержней.
Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса, состоящее из защемленных между частями сердечника и скрепленных между собой центральным болтом, соосно расположенные горизонтальные и наклонные стержни. //Патент РФ на изобретение №2063501, МПК Е04В 1/58 (1995.01) Узловое соединение стержней пространственного каркаса / В.И. Бурчу, П.Т, Булат, Ю.К. Люненко, заявл. В.И. Бурчу, 20.04.1992, опубл. 10.07.1996/ Принято за прототип.
Недостатками указанного узлового соединения являются большое количество элементов и низкая надежность, значительные трудозатраты при изготовлении элементов узлового соединения и монтаже пространственного каркаса.
Сущность полезной модели - сокращение количества доборных элементов, упрощение сборки узлового соединения стержней пространственного каркаса, снижение трудозатрат при его изготовлении и монтаже, уменьшение стоимости производства в результате рациональной унификации элементов, а также повышение удобства транспортировки конструкции в разобранном виде.
Технический результат полезной модели - повышение надежности и устойчивости узлового соединения стержней пространственного каркаса, сокращение количества составных элементов узлового соединения, а также упрощение технологии их изготовления и упрощение монтажа пространственного каркаса.
Технический результат достигается тем, что в узловом соединении стержней пространственного каркаса, состоящем из соосно расположенных горизонтальных и наклонных стержней, а также центрального болтового крепления, особенность заключается в том, что стержни выполнены цельными и неразрезными, а центральное болтовое крепление установлено в месте осевого пересечения стержней, при этом наклонные стержни имеют подрезные участки, позволяющие устойчиво расположить их между горизонтальными стержнями и неподвижно закрепить болтовым креплением. На границе подрезных участков наклонные стержни отогнуты под заданным углом.
Стержни могут быть выполнены из швеллера, при этом горизонтальные стержни ориентированы друг к другу своими стенками или из замкнутого профиля, в этом случае горизонтальные стержни, в зоне болтового крепления, имеют отверстия для его установки, а верхний горизонтальный стержень снабжен заглушкой для отверстия.
При изготовлении стержней из швеллера отсутствует коннектор, узел выполняется из самих элементов за счет подрезки части сечения наклонных стержней и соединения их с горизонтальными стержнями при помощи болтового крепления. При изготовлении стержней из замкнутого профиля также отсутствует коннектор, узел выполняется из самих элементов за счет подрезки части сечения наклонных стержней и их соединения с горизонтальными стержнями при помощи болтового крепления, причем в месте болтового крепления на верхнем горизонтальном стержне делается вырез и устанавливается заглушка.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан аксонометрический вид узлового соединения стержней пространственного каркаса из швеллеров, где приняты следующие обозначения: горизонтальный стержень - 1, наклонный стержень - 2, болтовое крепление - 3.
На фиг. 2 показан аксонометрический вид узлового соединения стержней пространственного каркаса из замкнутых профилей, где приняты следующие обозначения: горизонтальный стержень - 1, наклонный стержень - 2, болтовое крепление - 3, заглушка - 4.
Узловое соединение стержней пространственного каркаса содержит горизонтальные стержни - 1 и наклонные стержни - 2, выполненные из неразрезных по длине швеллеров или замкнутых профилей. Наклонные стержни - 2 могут быть выполнены из гнутых швеллеров или замкнутых профилей другого сечения и иметь, например, сечение не более 1/2 сечения горизонтальных стержней. В опорной зоне, в месте осевого пересечения стержней, наклонные стержни - 2 имеют подрезные участки. На этих участках удалены фрагменты полок и верхней стенки (швеллера или замкнутого профиля), что позволяет их устойчиво расположить между горизонтальными стержнями - 1 и надежно закрепить при помощи болтового крепления - 3. На границе подрезных участков наклонные стержни - 2 имеют отгибы под определенным углом, например, под углом 135°. При изготовлении стержней из замкнутого профиля на горизонтальных стержнях - 1 выполняются отверстия с возможностью установки через них болтового крепления - 3.
Узловое соединение стержней пространственного каркаса собирают в следующем порядке.
Все элементы структурной конструкции пространственного каркаса приходят с завода с уже подготовленными подрезами, отгибами и отверстиями. Горизонтальные стержни - 1, которые изготавливаются длиной равной габаритам всей конструкции, т.е. неразрезными в узлах. Наклонные стержни - 2 выполняются длиной «от узла до узла» и имеют подрезки в полках швеллера или замкнутого профиля. Неподрезанные стенки наклонных стержней - 2, предварительно отогнутые на заданный угол, например, на 45° относительно оси стержня, располагают относительно друг друга, например, под углом 90° и устанавливают на горизонтальный стержень - 1. Затем поверх наклонных стержней - 2 укладывают другой горизонтальный стержень - 1. При выполнении узлового соединения из швеллеров горизонтальные стержни - 1 ориентируют друг к другу своими стенками. После этого, при помощи болтового крепления - 3, производят соединение всех стержней. В горизонтальных стержнях - 1, изготовленных из замкнутых профилей, в отверстия над болтовым креплением - 3 устанавливают заглушки - 4. В качестве заглушки - 4 используют фрагмент замкнутого профиля, вырезанный для установки болтового крепления - 3 через образовавшееся отверстие. Заглушки - 4 фиксируют, например, при помощи уплотнителя в виде тканого материала или клеящего состава, нанесенного на ее боковые грани.
Использование предложенного технического решения позволяет упростить и ускорить сборку пространственного каркаса, снизить трудозатраты при его изготовлении и монтаже за счет снижения количества элементов в узловом соединении и исключении специально изготавливаемых узловых коннекторов, удешевить производство в результате рациональной унификации элементов.
Надежность и устойчивость, как узлового соединения, так и самого пространственного каркаса повышается за счет изготовления стержней пространственного каркаса неразрезными, горизонтальные стержни изготавливаются длиной равной габаритам всей конструкции, наклонные стержни также изготавливаются цельными, т.е. неразрезными в узлах. Это позволяет сократить количество соединительных узлов между элементами пространственного каркаса, количество элементов каждого узлового соединения и, как следствие, сократить количество элементов конструкции в целом.