КЛЕЕНАЯ БАЛКА, АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ В КЛЕЕНУЮ БАЛКУ, УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ КЛЕЕНЫХ БАЛОК

Полезная модель относится к деревянному домостроению и, в частности, к конструкции клееной балки, анкеру, как элементу узлового соединения, к узловому соединению клееных балок, и может быть использовано при строительстве каркасных строений различного назначения.
Известен сложный элемент из древесины, состоящий из набора пакета склеивания и обработки балки по периметру [Руководство по индустриальному изготовлению деревянных клееных конструкций для строительства. М., Стройиздат, 1975].
Известна клееная деревянная балка [Клееные деревянные балки (США). Строительные конструкции. ЦИНИС, М., 1978, серия VIII, выпуск 4, с. 34-36], включающая склеенный по высоте пакет из горизонтально уложенных досок разных пород.
Наиболее близким из аналогов является клееная деревянная балка, в которой формированные в пакет брусья, склеены, и механически обработаны по контуру [а.с. СССР №636244, 1978].
Известна модульная конструкция, в которой дерево, сталь и бетон оптимально скомбинированы, а также все элементы угловых соединений и модули стягиваются крепко и точно между собой [проспект немецкой фирмы INDUO, 2008].
Известна соединительная система двух элементов, в частности балок, с помощью встроенного анкера, выполненного из металла методом литья [опубликованной международной заявке WO 2001/98597]. При этом внутри анкера расположено отверстие с внутренней резьбой, а по всей длине анкера на одинаковом расстоянии друг от друга расположены конические шпильки - штифты для крепления анкера в соединительные элементы, в частности балки.
Известна соединительная система [опубликованная международная заявка WO 2001/098597] для фиксированного соединения, по меньшей мере, двух элементов, в частности балок. При этом один из элементов одним из своих концов примыкает к другому элементу по контактной поверхности, и прикреплен к нему (другому элементу) соединительным средством и, по меньшей мере, одной соединительной частью, которая может быть в частности анкером. Анкер выполнен из высокопрочного материала, предпочтительно металла. Анкер соединен с одним из двух элементов, в частности, путем встраивания в него. Для обеспечения улучшения возможности крепления двух элементов, согласно изобретению, предусмотрено, что соединительная часть, в частности анкер, снабжена непрерывным углублением, представляющим собой в частности высверленное отверстие. Соединительное средство проходит через углубление. Причем один из элементов вмещает соединительную часть, выполненную в виде деревянной балки.
Известен способ сборки мобильной конструкции [EP 2194202, 2010], включающий фиксацию угловой точки каркаса конструкции, в которой фиксируют угловые элементы соединительными элементами. Боковые балки вставляют между угловыми элементами, формируя каркас конструкции. Сформированные рамы укрепляют и формируют следующие. Угловые элементы выполнены из металла, например, стали.
Задачей настоящей полезной модели является повышение технологичности сборки при высоких качественных показателях прочности конструкции.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в улучшении технологичности и повышении прочности конструкции путем снижения вероятности разрушения соединения за счет размещения в клееной балке пластиковой трубы, конструкции узлового соединения клееных балок.
Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата предложена группа полезных моделей, по меньшей мере, одна из которых предназначена для использования в другой.
В одном аспекте полезной модели предложена клееная балка, представляющая собой сформированные в пакет брусья, которые склеены и механически обработаны по контуру, характеризующаяся тем, что внутри балки расположена пластиковая труба (полихлорвиниловая PVC, или полипропиленовая, или полиэтиленовая, или из композитных материалов), установленная в углубление, расположенное внутри балки на всю ее длину, или на ее часть.
В дополнительном аспекте клееная балка характеризуется тем, что пластиковая труба вклеена в углубление, расположенное внутри балки.
В дополнительном аспекте клееная балка характеризуется тем, пластиковая труба может быть вклеена в углубление, расположенное как вдоль, так и поперек продольной оси клееной балки, или под углом по отношению к продольной оси балки.
В дополнительном аспекте клееная балка характеризуется тем, что пластиковая труба дополнительно прикручена к брусу саморезами (например, при использовании в качестве пластиковой трубы полипропиленовой или полиэтиленовой трубы).
В дополнительном аспекте клееная балка характеризуется тем, что материал пластиковой трубы выбран из группы, состоящей из полихлорвинила, или полипропилена, или полиэтилена, или композитных материалов.
В дополнительном аспекте клееная балка характеризуется тем, что пластиковая труба имеет внутреннюю резьбу для крепления к соединительному элементу с помощью соединительного средства, например, болта.
В другом аспекте полезной модели представлено узловое соединение, по меньшей мере, двух клееных балок, каждая из которых одним из своих концов примыкает к соединительному элементу, или к конструкции, состоящей из нескольких соединительных элементов, характеризующееся тем, что в качестве соединительной части используют пластиковую трубу, расположенную внутри, по меньшей мере, одной из клееных балок на всю ее длину, или на ее часть.
Сущность клееной балки, внутри которой расположена пластиковая труба, установленная в углубление, расположенное внутри балки на всю ее длину, или на ее часть поясняется фигурами:
На Фиг. 1 изображена клееная балка с пластиковой трубой, которая вклеена внутри нее по всей ее длине.
На Фиг. 1а представлено продольное сечение клееного бруса 12 с расположенной внутри пластиковой (полихлорвиниловой, или полипропиленовой, или полиэтиленовой) трубой 11.
На Фиг. 1б представлено поперечное сечение клееного бруса с расположенной внутри пластиковой (полихлорвиниловой, или полипропиленовой, или полиэтиленовой) трубой.
Пластиковая труба может быть вклеена в клееную балку не на всю длину балки, а только на ее часть. Труба может быть вклеена как вдоль, так и поперек клееной балки, а так же расположена под углом.
Сущность узлового соединения, по меньшей мере, двух клееных балок, каждая из которых одним из своих концов примыкает к соединительному элементу, или к конструкции, состоящей из нескольких соединительных элементов, по крайней мере один из которых закреплен в пластиковой трубе, расположенной внутри, по меньшей мере, одной из клееных балок на всю ее длину или на ее часть, поясняется фигурами:
На Фиг. 2 изображен общий вид узлового соединения клееных балок с соединительным элементом в виде болта для крепления в балке непосредственно в пластиковую трубу.
На Фиг. 3 представлено поперечное сечение узлового соединения клееных балок с соединительным элементом в виде болта для крепления в балке непосредственно в пластиковую трубу.
Узловое соединение клееных балок состоит из соединительного углового элемента 33, выполненного из металла и соединенного посредством соединительного крепежного средства 34 - болта, вкрученного в резьбу, нарезанную в пластиковой трубе 31 (полихлорвиниловой, или полипропиленовой, или полиэтиленовой, или из композитных материалов), которая вклеена в клееную балку 32 по всей ее длине, или на ее часть, тем самым обеспечивая надежное соединение с клееной балкой 32.
На Фиг. 4 изображены виды соединительного углового элемента 41 с отверстиями под средства крепления.
На Фиг. 4а представлен фронтальный вид соединительного углового элемента 41 с отверстием под средство крепления.
На Фиг.4б представлен вид сверху соединительного углового элемента с отверстиями под средства крепления.
На Фиг. 4в представлено поперечное сечение соединительного углового элемента с отверстиями под средства крепления.
На Фиг. 4г представлен соединительный угловой элемент в аксонометрии.
На Фиг. 5 изображено поперечное сечение узлового соединения трех клееных балок с помощью металлического соединительного элемента, имеющего резьбу на трех его концах.
На металлическую деталь 55, имеющую резьбу на трех ее концах, на каждый из ее концов накручивается пластиковая труба 51, имеющая внутреннюю резьбу, которая вклеивается в цилиндрическое отверстие, расположенное в торце клееной деревянной балки 52, на глубину, соответствующую длине трубы 51, и диаметром равным диаметру трубы 51.
На Фиг. 6 изображен общий вид узлового соединения клееных балок.
На Фиг. 7 представлено поперечное сечение узлового соединения клееных балок с соединительным средством в виде металлического анкера, имеющего внутреннюю резьбу.
Узловое соединение клееных балок состоит из соединительного углового элемента 73, выполненного из металла и соединенного посредством болта 74 - соединительного крепежного средства с анкером 75, расположенного внутри пластиковой, например, полихлорвиниловой, полипропиленовой, полиэтиленовой трубы 71, и закрепленного с помощью соединительного крепежного средства - штифтов 76 с клееной балкой 72.
На Фиг. 8 изображен анкер. Внутри одной части анкера 85 выполнена резьба, а на другой его части выполнены отверстия, в которые установлены штифты 86.
Конструкцию собирают следующим образом:
Сначала в середину клееной балки 72 (Фиг. 7) на всю ее длину или на ее часть вклеивают пластиковую трубу 71 (пластиковая труба из полихлорвинила - вклеивается, а пластиковые трубы из полипропилена или полиэтилена, или композитных материалов вклеиваются и дополнительно прикручиваются к балке саморезами для увеличения прочности), в которую устанавливают соединительную часть, выполненную в виде анкера 75, имеющую форму цилиндра, внутри которого с одной стороны выполнена резьба, в которую вкручивают соединительное крепежное средство 74 и закрепляют его в балке с помощью штифтов 76. Затем в каждой угловой точке каркаса фиксируют угловые элементы 73. Далее боковые балки вставляют между угловыми элементами, формируя каркас конструкции. Сформированные рамы укрепляют и формируют следующие.
Предлагаемое узловое соединение может быть использовано в модульной конструкции, в которой дерево, металл и бетон оптимально скомбинированы.
Следует отметить, что с увеличением количества штифтов несущая способность узлового соединения увеличивается.
В процессе проведения испытаний на разрыв узлового соединения (Фиг. 6) с использованием металлического анкера (Фиг. 8) и пластиковой (полипропиленовой) трубы 71 (Фиг. 7) было установлено, что узел выдерживает силу F=30 кН. При этом разрыв произошел при F=32 кН. В этой связи можно сделать вывод о том, что узловое соединение предлагаемой конструкции является достаточно прочным, способным выдержать нагрузку.
На Фиг. 9 изображен общий вид узлового соединения клееных балок.
На Фиг. 10 представлено поперечное сечение узлового соединения клееных балок с использованием в качестве соединительного средства анкера с цанговым зажимом.
На Фиг. 11 изображен анкер с цанговым зажимом.
Узловое соединение клееных балок состоит из соединительного углового элемента 103, выполненного из металла и соединенного посредством болта 104 - соединительного крепежного средства с анкером с цанговым зажимом - 117 (Фиг. 11), который вставлен внутри пластиковой трубы 101, (например полихлорвиниловой, или полипропиленовой, или полиэтиленовой). Внутри анкера 117 (Фиг. 11) вставлен цилиндрический конус 118 (Фиг. 11), который в результате своего движения, вызванного вследствие вкручивания крепежного средства 104 в резьбовое отверстие внутри анкера, двигаясь по конусному отверстию, раздвигает цилиндрические стенки анкера и тем самым входит в зацепление с пластиковой трубой 101 и скрепляется с ней.
Внутри одного из концов анкера (Фиг. 11) имеется отверстие с внутренней резьбой, а на другом его конце выполнены несколько продольных распилов и отверстие в виде конуса. Внутрь анкера вставлен цилиндрический конус 118.
Конструкцию собирают следующим образом:
Сначала в середину клееной балки 102 на всю ее длину, или на ее часть вклеивают пластиковую трубу 101, в которую вставляют соединительную часть, выполненную в виде анкера с цанговым зажимом 117 (Фиг. 11), имеющего форму цилиндра, внутри которого с одной стороны выполнена резьба для вкручивания соединительного крепежного средства 104. Затем в каждой угловой точки каркаса фиксируют угловые элементы 103 с помощью крепежного средства 104, которое при вкручивании его в анкер 117 (Фиг. 11) двигает цилиндрический конус 118 по конусному отверстию анкера 117, в результате чего, конус 118 давит на цилиндрические стенки анкера 117, которые входят в зацепление с пластиковой трубой 101 (Фиг. 10). Далее боковые балки вставляют между угловыми элементами, формируя каркас конструкции, сформированные рамы укрепляют, и формируют следующие.
Важно отметить, что предложенная группа полезных моделей имеет, по сравнению с приведенным выше уровнем техники преимущества.
Так, предлагаемая конструкция клееного бруса с установленной в него пластиковой (полихлорвиниловой PVC, полипропиленовой, полиэтиленовой) трубой позволяет использовать в предлагаемой конструкции узлового соединения разные соединительные части.
Соединительные части могут быть выполненные в виде анкеров, прикрученных с помощью болтов к соединительным элементам, или металлических резьбовых шпилек, вставленных внутрь пластиковой трубы и прикрученных к соединительным элементам с помощью гаек, или болтов, соединяющих соединительный элемент с клееной балкой, вкрученных в резьбу, нарезанную непосредственно в пластиковой трубе длиной 60-100 мм с каждого из ее концов, при использования толстостенной трубы.
Клееная балка одним из своих концов примыкает к соединительному угловому элементу, и может быть прикреплена к нему одним из предложенных крепежных средств.
В случае необходимости выдерживания большой нагрузки вместо анкеров внутрь пластиковой трубы вставляют металлическую шпильку (резьба M20), которую прикручивают к соединительным угловым элементам, выполненным в виде металлических конструкций, расположенных на разных концах клееной деревянной балки. Таким образом, вся нагрузка будет удерживаться металлической шпилькой. Это дает нам возможность поднимать большие веса и использовать в мобильных строительных конструкциях.
В случае необходимости выдерживания небольшой нагрузки, где не требуется усилий на растяжение, вместо анкеров предлагаемой конструкции, внутри вклеенной в деревянную балку пластиковой трубы, на ее концах, можно выполнить резьбу, например M24, и прикрепить деревянный клееный брус к соединительному элементу, выполненному в виде металлической конструкции, непосредственно соответствующими болтами M24. Соединение получается достаточно прочным, способным решить данную задачу.
При проведении испытаний на растяжение и разрыв данного соединения без металлического анкера, используя полипропиленовую трубу, установлено, что разрыв трубы происходит при F=8 кН.