УЗЕЛ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ДЛЯ СТЫКОВКИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КАРКАСА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к областям строительства, спорта и сельского хозяйства, а более конкретно - к конструкциям высоконагружаемых каркасов строительных металлоконструкций, спортивных комплексов, а также теплиц и парников.
Известны конструкции соединительных узлов для стыковки элементов различных каркасов спорткомплексов, парников, теплиц и т.д. (См., например, патенты РФ на ИЗ NN 1694161, 1991 г., 2164430, 2001 г., 2319370, 2006, на ПМ NN 30058, 2002 г., 119246, 2012 г. и др.).
Во всех указанных известных конструкциях соединительные узлы нетехнологичны в изготовлении, сложны по конструкции, функционально ограничены, неудобны и ненадежны в эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования к заявляемому решению является известная конструкция соединительного узла по патенту РФ на полезную модель N 120367, A63B 17/04, 2012 г., предназначенного для соединения высоконагруженных элементов (по меньшей мере, трех труб с пересекающимися осями) каркаса спортивного комплекса.
Указанный узел соединительный для стыковки высоконагруженных элементов каркаса (например, по меньшей мере, трех труб с пересекающимися осями) содержит фиксирующее устройство (фиксатор) с набором крепежных элементов, а также с набором силовых элементов, контактирующих с со стыкуемыми элементами каркаса и выполненных в виде двух изготовляемых штамповкой одинаковых накладок, охватывающих соединяемые элементы, при этом каждая накладка выполнена крестообразной формы, в которой образованы, по меньшей мере, три желоба, размеры и углы пересечения которых соответствуют размерам и углам пересечения соединяемых элементов, а каждый желоб снабжен, по меньшей мере, одним отверстием для резьбового соединения.
Данный соединительный узел, хотя и технологичен при изготовлении, однако, из-за особенностей конструкции в процессе эксплуатации при длительных высоких динамических нагрузках он может выйти из строя, создавая аварийную ситуацию для пользователя спорткомплекса, что недопустимо.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение арсенала уже имеющихся технических средств, связанных с дальнейшим повышением эффективности использования узла соединительного для стыковки высоконагруженных элементов каркаса за счет повышения надежности и безопасности как его эксплуатации, так и всего каркаса в целом.
Данная задача решается в первую очередь за счет технического результата, получаемого от использования предлагаемой полезной модели и заключающегося в существенном повышении прочности конструкции соединительного узла путем введения в конструкцию узла оригинальных ребер жесткости "перепончатого" типа и в выполнении силовых элементов узла как накладного, так и вкладного типа.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном узле соединительном для стыковки высоконагруженных элементов каркаса, содержащим фиксирующее устройство (фиксатор) с набором силовых элементов, контактирующих со стыкуемыми элементами каркаса, и с набором крепежных элементов,
в первом варианте исполнения сиовые элементы фиксатора выполнены в виде двух изготовляемых штамповкой одинаковых накладок, охватывающих соединяемые элементы, при этом каждая накладка выполнена с желобами, размеры и углы пересечения которых соответствуют размерам и углам пересечения соединяемых элементов, а каждый желоб снабжен, по меньшей мере, одним отверстием для резьбового соединения, причем в каждой накладке соседние желоба дополнительно снабжены металлическими ребрами жесткости "перепончатого" типа, попарно соединяющими боковые стенки желобов между собой;
во втором варианте исполнения силовые элементы фиксатора выполнены в виде жестко соединенных между собой вкладных элементов (вкладышей), вкладываемых вовнутрь соединяемых высоконагруженных элементов каркаса, причем размеры и углы пересечения вкладышей соответствуют размерам и углам пересечения соединяемых элементов, каждая пара соседних вкладышей дополнительно снабжена ребром жесткости в месте их соединения, а каждый вкладыш снабжен, по меньшей мере, одним отверстием для резьбового соединения.
Предлагаемая полезная модель пояснена чертежами, на которых:
- на Фиг.1 показан вариант предлагаемого соединительного узла с крестообразным расположением желобов накладки;
- на Фиг.2 показан вариант предлагаемого соединительного узла с Τ-образным расположением желобов накладки;
- на Фиг.3 показан вариант предлагаемого соединительного узла с дугообразным расположением желобов накладки;
- на Фиг.4 показан вариант предлагаемого соединительного узла с Г-образным расположением желобов накладки;
- на Фиг.5 показана схема скрепления предлагаемого соединительного узла с крестообразным расположением желобов накладки с соединяемыми (стыкуемыми) высоконагруженными элементами каркаса;
- на Фиг.6 показана схема скрепления предлагаемого соединительного узла с Τ-образным расположением желобов накладки с соединяемыми (стыкуемыми) высоконагруженными элементами каркаса;
- на Фиг.7 показан вариант предлагаемого соединительного узла с тремя вкладышами;
- на Фиг.8 показан вариант предлагаемого соединительного узла с четырьмя вкладышами;
- на Фиг.9 показан вариант предлагаемого соединительного Τ-образного узла с тремя вкладышами;
- на Фиг.10 показан вариант предлагаемого соединительного Г-образного узла с двумя вкладышами;
- на Фиг.11 показана схема скрепления предлагаемого соединительного узла с четырьмя вкладышами и с соединяемыми (стыкуемыми) высоконагруженными элементами каркаса;
- на Фиг.12 показана схема скрепления предлагаемого соединительного узла с тремя вкладышамии с соединяемыми (стыкуемыми) высоконагруженными элементами каркаса;
- на Фиг.13 показана схема скрепления предлагаемого Τ-образного соединительного узла с тремя вкладышамии с соединяемыми (стыкуемыми) высоконагруженными элементами каркаса;
Предлагаемый узел соединительный для стыковки высоконагруженных элементов каркаса содержит фиксирующее устройство (фиксатор), имеющий силовые элементы, выполненные либо в виде накладок 1, либо в виде вкладышей 2 с набором крепежных элементов 3.
В первом варианте исполнения (см. Фиг.1…6) фиксатор выполнен в виде двух изготовляемых штамповкой одинаковых силовых элементов в виде накладок 1, охватывающих соединяемые высоконагруженные элементы 4, при этом каждая накладка 1 выполнена с желобами 5, размеры и углы пересечения которых соответствуют размерам и углам пересечения соединяемых элементов 4, а каждый желоб 5 силового элемента 1 снабжен, по меньшей мере, одним отверстием 6 для резьбового соединения, причем, в каждой накладке соседние желоба до полнительно снабжены металлическими ребрами жесткости 7 "перепончатого" типа, попарно соединяющими боковые стенки желобов 5 между собой;
во втором варианте исполнения (см. Фиг.7…13) фиксатор выполнен в виде жестко соединенных между собой вкладных силовых элементов (вкладышей) 2, вкладываемых вовнутрь соединяемых высоконагруженных элементов 8 каркаса, причем размеры и углы пересечения вкладышей 2 соответствуют размерам и углам пересечения соединяемых высоконагруженных элементов 8, при этом, каждая пара соседних вкладышей 2 дополнительно снабжена ребром жесткости 9 в месте их соединения, а каждый вкладыш 2 снабжен, по меньшей мере, одним отверстием 10 для резьбового соединения.
Предлагаемый соединительный узел эксплуатируется следующим образом.
Силовые элементы 1 и 2 предлагаемого узла соединяются со стыкуемыми высоконагруженными элементами 4 и 8 каркаса согласно схемам, приведенным на Фиг.5, 6, 11, 12, 13 с помощью крепежных элементов 3, после чего собранная конструкция готова к немедленной эксплуатации.
Проведенные многочисленные испытания предлагаемого узла показали его высокую технологичность изготовления при относительно низкой себестоимости изготовления, а также высокую надежность его работы при любых длительных высоких динамических нагрузках.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет:
1. Повысить надежность работы высоконагруженного каркаса путем повышения надежности эксплуатации узла соединения элементов указанного каркаса.
2. Обеспечить технологичность изготовления высоконагруженного каркаса за счет обеспечения технологичности одного из его ответственных узлов - узла соединения элементов каркаса при обеспечении минимальных затрат на изготовление узла.