узловое соединение стержней

Формула изобретения

Узловой элемент, включающий четыре фасонки, отверстие, в которое пропускается конец раскоса с резьбовой нарезкой, фиксируемый по месту шайбой и гайкой, стержни, присоединенные к фасонкам электросваркой, отличающийся тем, что отверстие образовано трубой, к которой сверху присоединены две V-образные фасонки, а по бокам два стержня, расходящиеся в стороны со снабженными по своим свободным концам фасонками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для соединения стержней пространственных конструкций зданий и сооружений.

Известно узловое соединение стержней, включающее в себя полый сердечник с резьбовыми отверстиями и стержни, закрепленные в резьбовых отверстиях посредством болтов, имеющих поводковые гайки с прорезями для поводковых штифтов, а на торце резьбового конца болта выполнены взаимно перпендикулярные щелевые прорези [1]

Недостатком этого технического решения является большая материалоемкость, связанная с конструктивными требованиями по размещению отверстий в стальных деталях, а также с ослаблением деталей резьбой; большая трудоемкость изготовления; сложность регулирования длины соединяемых в узле элементов в процессе эксплуатации.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению (прототипом) является узловое соединение раскосов с нижним поясом в ферме, включающее в себя четыре фасонки, объединенные по верху и низу двумя пластинами, образующие три прямоугольных отверстия, в среднее из которых пропускается конец раскоса с резьбовой нарезкой, фиксируемый по месту шайбой и гайкой, при этом стержни нижнего пояса присоединены к крайним фасонкам электросваркой [2]

Недостатком решения прототипа является пригодность лишь для соединения стержней, находящихся в параллельных плоскостях, а также большая трудоемкость, обусловленная наличием большого количества сварных швов.

Целью изобретения является экономия материалов, уменьшение трудоемкости изготовления узлового элемента, обеспечение возможности использования в пространственных конструкциях.

Цель достигается тем, что в узловом элементе, включающем в себя четыре фасонки, объединенные по верху и низу двумя пластинами, образующими три прямоугольные отверстия, в среднее из которых пропускается конец раскоса с резьбовой нарезкой, фиксируемый по месту шайбой и гайкой, а также стержни, присоединенные к крайним фасонкам электросваркой, среднее отверстие образовано трубой, фасонки поставлены сверху V-образно, а стержни прикреплены сбоку, расходятся в стороны и снабжены по свободным концам фасонками.

В техническом решении прототипа среднее отверстие представляет собой прямоугольный замкнутый профиль, образованный боковыми поверхностями средних фасонок и верхней и нижней пластин, соединяемых между собой электросваркой. В предлагаемом техническом решении в трубе совмещены эти поверхности: две фасонки размещены сверху V-образно, а две оставшиеся фасонки прикреплены к трубе стержнями. При этом достигается возможность крепления стержней, расположенных в разных плоскостях (в прототипе размещенных в одной плоскости), с сохранением положительных свойств прототипа, заключающихся в сборности-разборности соединения стержней и в возможности подтяжки гайками.

Такое решение обеспечивает уменьшение сборочных единиц узлового элемента. Так, в прототипе содержится десять деталей, а в предлагаемом семь. Количество сварных швов в предлагаемом узловом соединении стержней меньше в два раза по сравнению с решением прототипом. V-образное расположение фасонок позволяет соединить в узловом элементе стержни пространственных конструкций.

На фиг. 1 изображен узловой элемент; на фиг. 2 вид в плане; на фиг. 3 - поперечный разрез; на фиг. 4-6 пространственная блок-ферма с предлагаемым узловым элементом; на фиг. 7, 8 узловое соединение стержней: раскосов и стержней нижнего пояса пространственной блок-фермы.

Узловой элемент включает отрезок трубы 1, образующей круглое отверстие, к которой сверху электросваркой присоединены две V-образно расположенные фасонки 2, имеющие по два отверстия, по торцам две круглые шайбы 3 с отверстиями, а по бокам два стержня 4, расходящиеся в стороны и снабженные на свободных концах фасонками 5 с отверстиями.

Концы 6 среднего стержня 7 нижнего пояса 8 пространственной блок-фермы пропускаются через отверстия в шайбах 3 и круглое отверстие, образованное трубой 1 и закрепляются гайками 9. Крайние стержни 10 нижнего пояса имеют на концах фасонки 11 с отверстиями под болты 12, прикрепляющие их к фасонкам 5 стержней 4 узлового элемента.

Раскосы 13 имеют на нижних концах сварные столики 14 с отверстиями под болты 15, прикрепляющие их к фасонкам 2 узлового элемента.

При загружении пространственной блок-фермы стержень 6 сжимает шайбу 3, находящуюся под гайкой 9. С шайбы 3 усилие передается на трубу 1. Продольные усилия с раскосов 13 передаются на столики 14, далее на болты 15, затем на фасонки 2, а с них на трубу 1. Продольное усилие с верхнего пояса 1 предается в опорном узле на стержни 7, с них на фасонки 5, далее на расходящиеся в стороны стержни 4, затем на трубу 1.

Отверстия в фасонках 2 расположены на осях прикрепляемых к узловому элементу раскосов 13 и крайних стержней 10 нижнего пояса, соответственно, с центровкой в точке на продольной оси трубы 1.

В процессе эксплуатации пространственной блок-фермы затяжкой или ослаблением гаек 9 можно регулировать пролет конструкции, уменьшая или увеличивая свободную длину среднего стержня 6, что является сохранением положительного свойства прототипа в предлагаемом решении.

Применение предлагаемого технического решения по сравнению с узловым элементом прототипом позволяет уменьшить расход стали до 12% снизить трудоемкость в 1,2 раза за счет уменьшения количества деталей и сокращения длины сварных швов, соединить стержни, находящиеся в разных плоскостях, например, нижний пояс и раскосы пространственной блок-фермы покрытия.