УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ
NODAL JOINT OF SPATIAL STRUCTURE THIN-WALLED RODS

Изобретение относится к области строительства, а именно к узловым соединениям в пространственных конструкциях покрытий, и может быть использовано в оболочках сферической, конической и других пространственных форм, а также в структурных плитах при сооружении покрытий рынков, стадионов, киноконцертных залов, крытых автостоянок.
Использование различных типов узловых соединений в сетчатых купольных покрытиях зависит от формы сечения сходящихся в узле стержней и взаимной ориентации этих стержней в пространстве. Следует отметить, что для соединения тонкостенных стержней невозможно использовать сварку.
Из множества типов узловых соединений, применяемых в сетчатых купольных конструкциях для соединения в узле стержней с открытым профилем, можно выделить в настоящее время два основных типа: соединение на плоских накладках и соединение на пирамидальных накладках.
Известны соединения, содержащие плоские накладки (см. патент РСТ WO 98/12398 от 1998 г.), применяемые при малых углах наклона этих стержней к касательной плоскости в узлах.
Недостатком является значительное количество типоразмеров стержней, требующихся для создания сетчатого купола.
Известны соединения, содержащие пирамидальные накладки (см. патент США 3844664, М.кл. E04B 7/08, 1974 г.), применяемые при значительных углах наклона стержней к касательной плоскости в узле. Накладки изготовляются таким образом, что каждая ее грань составляет такой же угол с касательной плоскостью к поверхности купола в данном узле, под каким подходит к узлу данный стержень. Этим достигается плотное прилегание стержней к накладке.
Недостатком является резкое увеличение количества типоразмеров самих узловых накладок.
Известно узловое соединение (см. патент РФ 2149959, МПК E04B 1/58, E04B 1/32, E04B 7/10, 2000 г.), в котором соединение стержней осуществляется за счет прикрепления к торцам стержней пар отрезков уголков, разведенных прикрепляемыми полками симметрично относительно продольных осей элементов и соединяемых затем болтами в единый узел.
Недостатком является затрудненность крепления отрезков уголков к торцам стержня под нужным углом.
Известно также узловое соединение на листовых фасонках (см. патент РФ 2243334, МПК E04B 1/58, 2004 г.), где крепление стержней к узловому элементу осуществляется внахлест, в стенке стержня, а полка стержня свободно пропущена за плоскость фасонки.
Недостатками такого узлового соединения являются большое количество типоразмеров узловых элементов и трудоемкость их изготовления, а также возникающий эксцентриситет в узле, либо необходимость применения парных стержней.
Наиболее близким к изобретению является применяемое в настоящее время узловое соединение на конических и сферических накладках (см. патент РФ 2183709, М.кл. E04B 1/58, 2002 г.). Достоинством этого решения является значительное сокращение типоразмеров, как стержней, так и узловых соединений.
Недостатками данного узлового соединения являются необходимость производить подрезку стержней, при которой часть материала идет в отходы, достаточно высокая трудоемкость изготовления накладок, неплотное прилегание стержней к накладке вследствие имеющегося зазора между накладкой и стержнем.
Технический результат предлагаемого изобретения - сокращение числа типоразмеров стержней и узловых соединений, расширение функциональных возможностей соединения, упрощение изготовления, монтажа, облегчение узла при соединении тонкостенных стержней П-образного сечения.
Технический результат достигается тем, что узловое соединение позволяет соединять стержни в узле при различных углах наклона стержней к касательной плоскости в узле.
Особенностью является то, что в качестве соединительного элемента используется цилиндр с размерами, обеспечивающими стыковку необходимого числа стержней, а соединяемые стержни П-образного сечения надрезаны в местах пересечения стенок и полки стержня, при этом стенки отогнуты по радиусу кривизны соединительного элемента, а полка загнута вниз до полного прилегания к внутренней грани соединительного элемента, стенки и полка стержня прикрепляются к соединительному элементу саморезами или заклепками, или болтами.
Кроме того, особенностью является то, что для увеличения жесткости соединительный элемент может быть снабжен диафрагмами, прикрепленными к внутренней стенке цилиндра.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг.1, 2 - соединительный элемент в виде цилиндра с указанным направлением примыкания стержней;
Фиг.3 - стержень П-образного сечения с указанным местом надреза;
Фиг.4 - стержень П-образного сечения с указанным местом отгиба стенки стержня;
Фиг.5 - соединительный элемент в виде цилиндра вместе с соединяемым стержнем П-образного сечения, у которого края стенок отогнуты по радиусу кривизны соединительного элемента;
Фиг.6, 7 - соединительный элемент в виде цилиндра вместе с соединяемым стержнем П-образного сечения, у которого края стенок отогнуты по радиусу кривизны соединительного элемента, полка загнута вниз до полного прилегания к внутренней грани соединительного элемента, стенки и полка стержня прикреплены к соединительному элементу саморезами, или заклепками, или болтами.
Фиг.8 - узловое соединение тонкостенных стержней пространственной конструкции в собранном виде;
Фиг.9 - возможные варианты соединительного элемента в виде цилиндра, который снабжен диафрагмами, прикрепленными к внутренней стенке цилиндра.
Предлагаемое узловое соединение состоит из соединительного элемента, который выполнен в виде цилиндра 1 (фиг.1, фиг.2, фиг 5, фиг.6, фиг.7) с размерами, обеспечивающими стыковку необходимого числа стержней 2 (фиг.8). Цилиндр 1 для увеличения жесткости может быть снабжен диафрагмами 3, прикрепленными к внутренней стенке цилиндра 1 (фиг.9).
Стержни 2 П-образного сечения (фиг.3, фиг.4) перед соединением со стальным цилиндром 1 надрезаются в местах пересечения стенок и полки стержня. При соединении с цилиндром 1 стенки стержня 2 отгибаются по радиусу кривизны соединительного элемента, а полка загибается вниз до полного прилегания к внутренней грани соединительного элемента (фиг.5, фиг.6, фиг.7). Полка и стенки закрепляются саморезами, или заклепками, или болтами 4.