Устройство для сборки узлового соединения стержневых конструкций

Полезная модель относится к строительству, в частности к строительным конструкциям, а именно к несущим стержневым, решетчатым конструкциям, и может быть использована в пролетных покрытиях и каркасах зданий и сооружений.
Известно узловое соединение стержневых конструкций, содержащее бамбуковый стержень с размещенной в его концевой части цилиндрической трубой, жестко зафиксированной в концевой части бамбукового стержня посредством жидкотвердеющего компонента (см. патент Китая № CN 03255839, Е04В 1/38).
Недостатком известного узлового соединения является его низкая надежность. Это обусловлено снижением несущей способности узлового соединения ввиду нарушения жесткой адгезионной связи между трубой и стенками бамбукового стержня из-за естественной усушки-разбухания бамбука, что приводит к отделению трубы от бамбукового стержня и потере передачи усилий от бамбукового стержня к трубе. Кроме того, известное узловое соединение содержит жидкотвердеющий компонент при его сборке для обеспечения жесткой адгезионной связи между трубой и бамбуковым стержнем, что не позволяет обеспечить ремонтопригодность данного узлового соединения в виду невозможности его сборно-разборности. Также наличие жидкотвердеющего компонента увеличивает время сборки узлового соединения и усложняет его конструкцию.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является узловое соединение стержневых конструкций, содержащее трубу, выполненную из бамбукового стебля, внутреннюю трубу, вставленную в бамбуковый стебель и закрепленную крепежным болтом снаружи. Причем внутренняя труба выполнена цилиндрической с внутренней резьбой и жестко зафиксирована в концевой части бамбукового стебля посредством жидкотвердеющего компонента, например смолы и бетона, а крепежный болт соединен с внутренней трубой (см. Markus Heinsdorff, Markus Heinsdorff - design with nature the bamboo architecture. Shenyang: Liaoning scientific, 2010. - C. 186-187).
Недостатком данного узлового соединения является его невысокая надежность, что обусловлено передачей усилий на бамбуковый стержень сосредоточенно, вызывая в нем усилия смятия и скалывания вдоль его волокон. Это приводит к увеличению податливости данного узлового соединения и снижению его несущей способности. Кроме того, наличие жидкотвердеющего компонента при сборке данного узлового соединения не позволяет обеспечить его полную ремонтопригодность и усложняет его конструкцию.
Задачей заявляемой полезной модели является получение возможности создания перекрестно-стержневых пространственных конструкций системы МАРХИ с использованием бамбука.
Технический результат - повышение несущей способности узлового соединения стержневых конструкций из бамбука за счет обеспечения работы бамбукового стебля только на растяжение или на сжатие. Растяжение или сжатие бамбукового стебля при его использовании в перекрестно-стержневых пространственных конструкциях системы МАРХИ происходит в направлении наиболее высокой прочности бамбука, то есть вдоль волокон его стебля. Кроме того, заявляемая полезная модель позволяет уменьшать податливость узлового соединения без разборки его конструкции, а также позволяет обеспечить полную ремонтопригодность узлового соединения стержневых конструкций за счет его сборно-разборности. Все вышеуказанное приводит к повышению надежности узлового соединения при одновременном упрощении его конструкции.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для сборки узлового соединения стержневых конструкций содержит трубу, выполненную из бамбукового стебля, внутреннюю трубу, вставленную в бамбуковый стебель и закрепленную крепежным болтом снаружи, в отличие от прототипа с обоих концов трубы, выполненной из бамбукового стебля, выполнены пропилы в виде зубцов клиновидной формы, внутренняя труба, выполненная в виде усеченного конуса, вставлена в бамбуковый стебель со стороны ее большего основания, при этом устройство содержит упорную втулку, выполненную с внешней резьбой и плотно вставленную во внутреннюю трубу со стороны ее меньшего диаметра, а в упорную втулку вставлен крепежный болт, внешнюю трубу, выполненную в виде усеченного конуса и надетую со стороны ее большего диаметра на трубу из бамбукового стебля, причем со стороны меньшего диаметра внешняя труба закреплена с помощью шайбы и контргайки на крепежном болте, шестигранную втулку, надетую на крепежный болт и закрепленную на нем с помощью винта.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на Фиг. 1 изображено заявляемое устройство для сборки узлового соединения стержневых конструкций в собранном виде;
- на Фиг. 2 представлены составляющие компоненты заявляемого устройства для сборки узлового соединения стержневых конструкций;
- на Фиг. 3 чертеж узлового соединения заявляемого устройства в системе МАРХИ, где 11 - шаровой узел, используемый в системе МАРХИ;
- на Фиг. 4 представлено фото вида перекрестно-стержневой пространственной конструкции системы МАРХИ, выполненной из комплектующих элементов заявляемой полезной модели.
Устройство для сборки узлового соединения стержневых конструкций содержит трубу 1, выполненную из бамбукового стебля, внутреннюю 2 и внешнюю 3 трубы, выполненные в виде усеченного конуса. На концевой части трубы 1 выполнены пропилы в виде зубцов клиновидной формы 4. Внутренняя труба 2 со стороны ее большего диаметра вставлена в трубу 1. Со стороны меньшего диаметра внутренняя труба 2 жестко соединена с упорной втулкой 5, выполненной с внешней резьбой. В упорную втулку 5 головкой установлен крепежный болт 6 для соединения с шаровым узлом 11 «системы МАРХИ». На крепежном болте 6 посредством винта 7 закреплена шестигранная втулка 8. Внешняя труба 3 надета со стороны ее большего диаметра на трубу 1 из бамбукового стебля и зафиксирована посредством шайбы 9 и контргайки 10, соединенных с упорной втулкой 5.
Устройство для сборки узлового соединения стержневых конструкций собирают следующим образом.
В концевой части трубы 1 путем пропилов выполняют зубцы 4 клиновидной формы. Далее в упорную втулку 5 головкой устанавливают крепежный болт 6 для соединения с шаровым узлом 11 «системы МАРХИ». Затем внутреннюю трубу 2, выполненную в виде усеченного конуса, жестко соединяют со стороны ее меньшего диаметра с упорной втулкой 5. Далее внутреннюю трубу 2, жестко соединенную с упорной втулкой 5 и с размещенным в ней крепежным болтом 6, устанавливают со стороны ее большего диаметра в концевую часть трубы 1 с зубцами 4 клиновидной формы. Затем поверх внутренней трубы 2, жестко соединенной с упорной втулкой 5 и с размещенным в ней крепежным болтом 6, на концевую часть трубы 1 с клиновидными зубцами 4 устанавливают внешнюю трубу 3, выполненную в виде усеченного конуса. Последнюю фиксируют посредством шайбы 9 и контргайки 10, которые закрепляют на упорной втулке 5. При завинчивании контргайки 10 на внешнюю резьбу упорной втулки 5 происходит «втягивание» внутренней трубы 2 во внешнюю трубу 3. При зажиме трубы 1 между трубами 2 и 3 завинчивание контргайки 10 сначала придает концевой части трубы 1 конусную форму, а затем за счет сил обжатия прочно закрепляет бамбуковый стебель между трубами 2 и 3. Это позволяет обеспечить высокую несущую способность узловому соединению стержневых конструкций и повысить его надежность. Далее на крепежном болте 6 закрепляют шестигранную втулку 8 посредством винта 7. Затем устройство для сборки узлового соединения стержневых конструкций в собранном виде соединяют с шаровым узлом 11 «системы МАРХИ» путем ввинчивания крепежного болта 6 в отверстие шарового узла 11 «системы МАРХИ».
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить несущую способность узловых соединений в системе МАРХИ за счет обеспечения работы устройства только на растяжение или сжатие. Кроме того, заявляемое устройство позволяет обеспечить полную ремонтопригодность за счет возможности его сборно-разборности без использования жидкотвердеющих компонентов для фиксации составных элементов устройства.