УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ПЕРЕКРЕСТНО-СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
STRUCTURAL CONNECTIONS OF CROSS-STRUCTURAL STRUCTURES

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в узлах соединений перекрестно-стержневых конструкций или структурных плит покрытий (перекрытий) зданий и сооружений.
Известен узел соединения двухпоясной пространственной конструкции с обрамлением уголками торцов элементов, где одна из полок каждой уголковой фасонки выполнена с уширением для крепления со стержнями решетки. Конструкцию собирают на болтах без сварки [Орлик В.М. Узловое соединение пространственных стержневых конструкций. - Авторское свидетельство №648703, 25.02.1979, бюл. №7]. Недостаток такого узла соединения заключается в необходимости двойного реза трубчатых элементов, что повышает трудоемкость изготовления. Кроме того, болтовые стыки уголковых фасонок требуют соблюдения повышенной точности как при изготовлении, так и при монтаже конструкций.
Известен еще один узел соединения пространственной стержневой конструкции (принятый в качестве аналога), включающий стержни поясов двутаврового поперечного сечения с уголковыми фасонками и парными листовыми накладками, прикрепленными к полкам смежных уголковых фасонок с обеих сторон и соединенными болтами. Каждая уголковая фасонка жестко прикреплена своей вершиной к стенке соответствующего пояса. Стержни решетки непосредственно прикреплены к стержням поясов [Аванесов С.И., Трофимов В.И., Рамазян А.И., Балоян А.В., Марутян А.С., Аванесов К.Л. Узловое соединение пространственной стержневой конструкции. - Авторское свидетельство №1649054, 15.05.1991, бюл. №18]. Недостатком узла соединения является его многодельность из-за двойных накладок с соответствующим количеством болтовых креплений.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (принятым в качестве прототипа) является узел соединения перекрестных стержневых конструкций, включающий трехгранные (лотокообразные) фасонки с болтовыми нахлесточными креплениями на торцах трубчатых стержней или двухгранные (уголковые) фасонки с болтовыми нахлесточными креплениями на торцах двутавровых стержней, фасонки стержней одного из направлений установлены полками изнутри полок фасонок стержней другого направления. Между сболченными внахлестку полками фасонок размещены взаимно упертые друг в друга опорные столики. При действии растягивающих усилий опорные столики попарно жестко скреплены с полками фасонок в зонах их перьев, а при действии сжимающих усилий - в зонах их обушков [Марутян А.С.Узловое соединение перекрестных стержневых конструкций. - Патент №2501917, 20.12.2013, бюл. №35].
К недостаткам прототипа относятся дополнительные материальные и трудовые затраты при изготовлении, сборке и монтаже, вызванные рядом ограничений по унификации его конструктивно-компоновочного оформления:
- длина стержней одного из направлений отличается от длины стержней другого направления;
- наличие наряду с узловыми фасонками вспомогательных деталей в виде опорных столиков;
- при действии растягивающих и сжимающих усилий опорные столики и болтовые отверстия размещены в разных зонах узловых фасонок;
- узловые фасонки трубчатых и двутавровых стержней разнятся по очертаниям поперечных сечений.
Техническим результатом предлагаемого решения является сокращение дополнительных материальных и трудовых затрат при изготовлении, сборке и монтаже за счет повышения степени унификации его конструктивно-компоновочного оформления.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения перекрестно-стержневых конструкций, включающем уголковые фасонки с болтовыми нахлесточными креплениями на торцах трубчатых или двутавровых стержней, каждое из перьев уголковых фасонок прорезано на грани с отверстиями под болты, симметрично отогнутые в противоположные стороны на толщину фасонок.
Предлагаемый узел соединения перекрестно-стержневых конструкций имеет достаточно универсальное техническое решение для использования в монтажных стыках, совмещенных с узлами пересечений, верхних (сжатых) и нижних (растянутых) поясов. Поясные стержни могут быть трубчатыми (из профильных труб прямоугольных и квадратных сечений) или двутавровыми (из балочных, широкополочных и колонных двутавров). Если узловое соединение трубчатых или двутавровых стержней ортогональных направлений принять за базовый вариант в виде 4-лучевого стыкования, то по его подобию, очевидно, можно представить весь ряд от 3-лучевых до 8-лучевых стыкований. При этом углы между отдельными лучами могут совпадать и отличаться, а сами лучи - располагаться в одной плоскости и в разных плоскостях.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показан вид сверху узла соединения трубчатых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 2 - вид сбоку узла соединения трубчатых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 3 приведен вид сверху узлового соединения двутавровых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 4 - вид сбоку узла соединения двутавровых стержней ортогональных направлений (4-лучевое стыкование); на фиг. 5 представлена аксонометрия уголковой фасонки и трубчатого стержня в разобранном виде; на фиг. 6 - аксонометрия уголковой фасонки и двутаврового стержня в разобранном виде; на фиг. 7 изображен вид сверху 3-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 8 - вид сверху 3-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 9 - вид сверху 5-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 10 - вид сверху 5-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 11 - вид сверху 6-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 12 - вид сверху 6-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 13 - вид сверху 7-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 14 - вид сверху 7-лучевого стыкования двутавровых стрежней; на фиг. 15 - вид сверху 8-лучевого стыкования трубчатых стрежней; на фиг. 16 - вид сверху 8-лучевого стыкования двутавровых стрежней.
Предлагаемый узел соединения перекрестно-стержневых конструкций включает сходящиеся в узел трубчатые стержни 1 или двутавровые стержни 2 и жестко прикрепленные к ним сварными швами соединительные элементы в виде уголковых фасонок 3, состыкованных между собой внахлестку посредством болтовых креплений 4. Перья уголковых фасонок 3 прорезаны на грани с отверстиями под болтовые крепления 4 и симметрично отогнуты в противоположные стороны на толщину фасонок.
Предлагаемое решение узла соединения перекрестно-стержневых конструкций отличается от аналога и прототипа отсутствием вспомогательных деталей в виде парных листовых накладок или опорных столиков, что сокращает расход конструкционного материала. Кроме того, в предлагаемом узле соединения уголковые фасонки имеют универсальное конструктивно-компоновочное оформление, пригодное для стыкования растянутых и сжатых стержней, которые могут быть трубчатыми и двутавровыми. Такая универсальность повышает степень унификации соединительного узла, что способствует определенному сокращению дополнительных материальных и трудовых затрат при изготовлении, сборке и монтаже перекрестно-стержневых конструкций.