УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ РАЗНОГО ДИАМЕТРА
UNIT FOR CONNECTION OF PIPES OF DIFFERENT DIAMETRE

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлам соединения труб разного диаметра, и может быть использовано при строительстве многоэтажных зданий и сооружений, башен, мачт, опор линий электропередач и т.д.
Известен узел соединения труб разного диаметра, включающий концы труб, объединенные между собой листовой диафрагмой, прикрепляемой к трубам на сварке.
Недостатком известного соединения труб разного диаметра является низкая прочность, т.к. прочность соединения определяется качеством сварных швов. Кроме того, в данном соединении существует проблема расслаивания металла листовой диафрагмы. При передаче усилия, действующего в трубе меньшего диаметра, через перпендикулярно расположенную к усилию листовую диафрагму, толщина диафрагмы определяется работой на продавливание, что является неэкономичным с точки зрения расхода металла.
Известен узел соединения труб разного диаметра, включающий концы труб, вставленные друг в друга, торцовую заглушку, прорези на трубе большого диаметра и соединительную деталь в виде кольцевого элемента, установленного на конце трубы меньшего диаметра, прикрепленную к трубам на сварке (RU №2288399).
Недостаток известного соединения заключается в значительной трудоемкости его изготовления из-за наличия прорезей в трубе большего диаметра и пластин, приваренных к трубе меньшего диаметра. Большое количество сварных швов в месте прорезей, сконцентрированных в сечении трубы, снижают прочность соединения в этом сечении. Кроме того, необходима высокая точность при выполнении прорезей и приварке пластин для того, чтобы прорези и пластины совпали при осуществлении соединения.
Наиболее близким к изобретению является узел соединения труб различного диаметра, включающий концы труб, вставленных друг в друга, продольные ребра жесткости, вставленные в сквозные прорези в стенке трубы большего диаметра и прикрепленные к трубам на сварке, и торцовую заглушку трубы большего диаметра (Горев В.В. и др. Металлические конструкции. Т.3, Элементы конструкций. М.: Высшая школа, 1999, с.98, рис.6.9 б - прототип).
Недостаток соединения состоит в необходимости обеспечения высокой точности при выполнении сквозных прорезей, ослабляющих наиболее напряженное сечение трубы большого диаметра.
Предлагаемое изобретение направлено на упрощение изготовления узла соединения труб разного диаметра и повышение его прочности.
Поставленная задача достигается тем, что узловое соединение труб разного диаметра включает концы труб, вставленные друг в друга, вваренное в трубу большего диаметра кольцо и соединительные детали, прикрепленные к трубам на сварке. Соединительные детали выполнены в виде пластин с вырезом, который фиксирует положение трубы меньшего диаметра относительно трубы большего диаметра, при этом меньшая ширина h соединительных деталей рассчитана по формуле:
h=l,25 r,
где h - меньшая ширина соединительных деталей, см;
r - радиус меньшей трубы.
Толщина соединительных деталей принимается равной толщине меньшей трубы.
Большая ширина Н соединительных деталей рассчитана по формуле:
H=R-r+h,
где R - радиус большей трубы, см;
r - радиус меньшей трубы, см;
h - меньшая ширина соединительных деталей, см.
Расчет ширины деталей производился из условия равенства момента сопротивления сечения меньшей трубы и момента сопротивления сечения четырех пластин при их меньшей ширине.
На фиг.1 изображен общий вид узла соединения труб разного диаметра; на фиг.2 - соединительная деталь в виде пластины; на фиг.3 дан разрез 1-1; на фиг.4 - заглушка в виде кольца.
В трубе большего диаметра 1 на точечной сварке установлен кольцевой элемент 2, имеющий равные внутренние диаметры с меньшей трубой 3. На трубах на сварке установлены соединительные детали 4 в виде пластин.
При заданных диаметрах труб для изготовления соединительных деталей четырех пластин по предлагаемой формуле рассчитывают меньшую ширину соединительной детали 4.
Сборка узла соединения выполняется в следующей последовательности. На конце трубы меньшего диаметра 3 на сварке устанавливают пластины 4. На конце трубы большего диаметра 1 на точечной сварке устанавливают кольцевой элемент 2. Приваривают пластины 4 к большей трубе 1.
Изобретение позволяет уменьшить трудоемкость изготовления соединения и увеличить его прочность за счет передачи усилия с трубы меньшего диаметра на трубу большего диаметра через соединительные детали.