УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПЕРЕКРЕСТНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
JOINT CONNECTION OF CROSS FRAMED STRUCTURES

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано в узловых соединениях перекрестно-стержневых конструкций или структурных плит покрытий (перекрытий) зданий и сооружений.
Известно узловое соединение двухпоясной пространственной конструкции с обрамлением уголками торцов элементов, в котором одна из полок каждой уголковой фасонки выполнена с уширением для крепления со стержнями решетки [Орлик В.М. Узловое соединение пространственных стержневых конструкций. - Авторское свидетельство №648703, 25.02.1979, бюл. №7]. Конструкцию собирают на болтах без сварки.
Недостатком такого узлового соединения является необходимость двойного реза трубчатых элементов, что повышает трудоемкость изготовления. Кроме того, болтовые стыки уголковых фасонок требуют соблюдения повышенной точности, как при изготовлении, так и на монтаже конструкций.
Известно узловое соединение пространственной стержневой конструкции, включающее 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].
Недостаток узлового соединения заключается в его многодельности из-за двойных накладок с соответствующим количеством болтовых креплений.
в
н
в
н
-
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является узловое соединение перекрестных стержневых конструкций, включающее трубчатые стержни с жестко закрепленными на торцах листовыми фасонками, полки которых отогнуты наружу и имеют отверстия под болты. Фасонки стержней одного из направлений подкреплены диафрагмами жесткости такой же толщины, как эти фасонки. Фасонки с диафрагмами жесткости размещены внутри фасонок стержней другого направления, не имеющих диафрагм жесткости. Толщины фасонок разных направлений находятся в зависимости: (h-2d)/(h-0,6d)≤(t/t)≤1, где h - высота фасонок; d - диаметр отверстий под болты; t толщина внутренних фасонок; t - толщина наружных фасонок [Аванесов С.И., Трофимов В.И., Марутян А.С., Пименов И.Л., В.К. Чаадаев, Прицкер А.Я., Аденский В.А. Узел соединения перекрестных стержневых конструкций. - Авторское свидетельство №1364773, 07.01.1988, бюл. №1].
Недостаток данного решения состоит в наличии узловых деталей разных толщин, что снижает степень унификации конструкций и негативно влияет на их трудоемкость.
Кроме того, для приведенных известных решений узловых соединений общим недостатком является то, что их болтовые крепления непосредственно в полной мере воспринимают на себя все нагрузки и воздействия, ограничивая тем самым несущую способность и надежность конструкций.
Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое узловое соединение, является повышение несущей способности и надежности конструкций.
Технический результат, достигаемый при реализации предполагаемого изобретения, заключается в повышении несущей способности и надежности конструкций.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в узловом соединении перекрестных стержневых конструкций, включающем 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.
Предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций имеет достаточно универсальное техническое решение. Так, с помощью трехгранных (лотокообразных) фасонок его можно применить в монтажных стыках, совмещенных с узлами перекрестных конструкций из труб круглых, овальных, эллипсоидных, прямоугольных, квадратных, пятиугольных, ромбических и других замкнутых сечений. В качестве еще одного примера использования предлагаемого соединения можно привести аналогичные стыки на монтаже элементов перекрестно-стержневых систем из парных и одиночных уголков, швеллеров, двутавров, тавров, Z-, H-, U-, V-, Λ-, X-, C-, П-образных и других незамкнутых (открытых) профилей. С помощью двухгранных (уголковых) фасонок предлагаемое узловое соединение можно применить в монтажных стыках элементов из двутавров, парных и одиночных швеллеров, H- и Z-образных профилей, а также других открытых (незамкнутых) сечений с парными стенками или парными полками. При этом предлагаемое узловое соединение с одинаковым успехом может воспринимать и растягивающие, и сжимающие нагрузки и воздействия.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показано предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций из прямоугольных труб при действии растягивающих усилий, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 показано предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций из прямоугольных труб при действии сжимающих усилий, вид сверху; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 показано предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций из двутавров при действии растягивающих усилий, вид сверху; на фиг.6 - то же, вид сбоку; на фиг.7 показано предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций из двутавров при действии сжимающих усилий, вид сверху; на фиг.8 - то же, вид сбоку.
Предлагаемое узловое соединение перекрестных стержневых конструкций из труб 1 или двутавров 2 содержит жестко прикрепленные с помощью сварных швов соответственно трехгранные (лотокообразные) фасонки 3 или двухгранные (уголковые) фасонки 4. Трехгранные (лотокообразные) фасонки 3 или двухгранные (уголковые) фасонки 4 имеют болтовые нахлесточные крепления 5. Фасонки 3 или 4 соответственно стержней 1 или 2 одного из направлений установлены полками изнутри полок фасонок 3 или 4 соответственно стержней 1 или 2 другого направления. Между сболченными внахлестку полками фасонок 3 или 4 размещены взаимно упертые друг в друга опорные столики 6. При действии растягивающих усилий опорные столики 6 попарно жестко скреплены с полками фасонок 3 или 4 в зонах их перьев, а при действии сжимающих усилий - в зонах их обушков.
Кромки, по которым опорные столики 6 взаимно уперты друг в друга, пристрагиваются, а остальные кромки сварными швами жестко скрепляются с полками фасонок 3 или 4. Чтобы фасонки 3 или 4 с соответствующими им стержнями 1 или 2 не зависали на болтах нахлесточных креплений 5 и плотно опирались на столики 6, диаметр болтов принимают на 3…4 мм меньше диаметра отверстий, как это имеет место в типовом узле опирания ригеля (балки или фермы) на колонну сбоку [Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы конструкций.]. При таком конструктивном оформлении узлового соединения перекрестно-стержневых систем все нагрузки и воздействия непосредственно в полной мере воспринимают на себя опорные столики, а болтовые нахлесточные крепления выполняют функции фиксирующих устройств, что повышает несущую способность и надежность конструкций.