УЗЕЛ КАРКАСА СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Полезная модель относится к строительству, а именно к пространственным стержневым конструкциям, в частности, к узлам соединения трубчатых стержней, и может быть использована для создания сложных купольных сооружений различного назначения.
Известен каркас строительной конструкции, включающий узлы, содержащие жесткие стержневые элементы, соединенные с несущими элементами (заявка на изобретение №2004100336, МПК: Е04В 1/38, заявлено 13.01.2004 г., опубликовано 20.06.2005 г.). Торцы стержневых элементов выполнены в виде частей шарниров с двумя или тремя степенями свободы, а ответные части шарниров закреплены на несущих элементах. Несущие элементы выполнены в виде жестко соединенных между собой пластин, расположенных в одной или нескольких плоскостях и снабженных в качестве ответных частей шарниров круглыми отверстиями. Части шарниров с двумя степенями свободы в торцах стержневых элементов каркаса выполнены в виде вилок с круглыми отверстиями на зубьях. В промежутки между зубьями вводят пластины несущих элементов и, вставляют соединительные штыри. Части шарниров с тремя степенями свободы в торцах стержневых элементов выполнены в виде отрезков гибких тросов, привязываемых к отверстиям несущих элементов или к торцам соседних стержневых элементов, также снабженным отрезками гибких тросов. Недостатками известной конструкции является наличие элементов, в конструкции которых изначально заложены концентраторы напряжений, в частности, резкие перепады площадей поперечного сечения стержневых элементов и тросов, наличие зазоров между вилками
стержневых элементов и пластинами несущих элементов, что снижает надежность и безопасность эксплуатации. Кроме того, конструкция имеет низкий уровень технологичности сборки.
Задачей настоящей полезной модели является разработка конструктивного решения узла каркаса строительной конструкции с минимальным количеством зон высокой концентрации напряжений, то есть решения, позволяющего регулировать зазоры между элементами при монтаже каркаса, и в котором отсутствовали бы резкие перепады площадей поперечного сечения в зонах стыковки элементов.
Поставленная задача решается тем, что в узле каркаса строительной конструкции, содержащем жесткие стержневые элементы, соединенные с несущими элементами, стержневые элементы выполнены в виде отрезков круглых труб с коническими наконечниками на обоих концах, в которых свободно размещены головки болтов, на цилиндрических частях которых расположены связанные с ними шпоночным соединением втулки, а несущие элементы выполнены в виде сферических тел, снабженных радиальными отверстиями с резьбой под болты стержневых элементов, при этом наружная поверхность втулок выполнена многогранной.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, на которых схематически изображено: на фиг.1 - узел соединения стержневых элементов с несущим элементом; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - соединение узлов каркаса между собой и с другими элементами строительной конструкции.
Узел каркаса строительной конструкции включает несущий элемент 1 сферической формы с радиальными резьбовыми отверстиями 2 и стержневые элементы 3. Стержневой элемент 3 содержит отрезок трубы 4 с коническими наконечниками 5 на обоих концах и болты 6, головки которых свободно размещены внутри конических наконечников 5. На
цилиндрической части болта размещена втулка 7, соединенная с ним шпонкой 8. Наружная поверхность втулки для удобства захвата при ее вращении выполнена шестигранной.
Предварительно устанавливают размеры и необходимое количество стержневых элементов 3 и узлов, удовлетворяющих условию статической определимости конструкции. На несущих сферических элементах 1, изготовленных техникой горячей штамповки, сверлят отверстия 2, изготавливают требуемое количество стержневых элементов 3. Сборку каркаса осуществляют на рабочей площадке путем последовательного присоединения каждого стержневого элемента 3 одним концом к одному сферическому элементу 1, а другим концом - к другому сферическому элементу 1. При этом свободно сидящие своими головками в гнездах конических наконечников 5 болты 6 вкручивают в отверстия 2 в сферических элементах 1 с помощью втулок 7, выбирая зазоры между торцами втулок 7 и поверхностями сферических несущих элементов 1 и конических наконечников 5. Этим обеспечивается надежная передача сжимающих и растягивающих усилий в конструкции. С использованием предлагаемых узлов могут быть собраны каркасы строительных конструкций любой сложности, в том числе в виде сферы или другой поверхности третьего порядка.