соединительное устройство конструктивных элементов

Формула изобретения

1. Cоединительное устройство конструктивных элементов сборно-разборного сооружения, выполненное в виде полой муфты и входящего в нее шипа в виде металлического бочонка со следующими параметрами:

где Н - высота шипа в виде бочонка, м;

R - радиус кривизны его внешней поверхности, м.

2. Cоединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что шип и муфта снабжены сквозными отверстиями, оси которых перпендикулярны продольным осям шипа и муфты и совпадают при размещении шипа в муфте.

3. Cоединительное устройство по п.2, отличающееся тем, что в отверстиях шипа и муфты размещен стержень-фиксатор.

4. Cоединительное устройство по п.3, отличающееся тем, что диаметр фиксатора меньше диаметра отверстий, выполненных в муфте и шипе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для сборно-разборных сооружений различного функционального назначения.

Известно сборно-разборное сооружение, включающее панели перекрытий с муфтами, размещенными в углах панелей, и вертикальные несущие элементы, снабженные шипами, установленными в муфты панелей перекрытий (см. FR 2252462 [1]). Недостатком данного сооружения является недостаточная жесткость и надежность стыков и сложность установки шипов вертикальных элементов в муфты панелей перекрытий.

Известно сборно-разборное сооружение, включающее в качестве конструктивных элементов панели перекрытий с муфтами, размещенными по кромкам и в углах панелей, и вертикальные несущие элементы, снабженные шипами, установленными в муфты панелей перекрытий. Шипы в известных конструктивных элементах сооружения выполнены с клиновидным концом, а поперечное сечение шипов соответствует части поперечного сечения муфт (см. SU 817166 [2]). Недостатком данных конструктивных элементах сооружения является недостаточная технологичность стыков и сложность установки шипов вертикальных элементов в муфты панелей перекрытий.

В известном техническом решении муфты в поперечном сечении имеют форму квадрата, а шипы либо форму квадрата, либо форму треугольника, такое выполнение шипов и муфт не дает возможности обеспечить точную центровку шипов в муфтах при монтаже, что увеличивает время сборки сооружения. Выполнение шипов с клиновидным концом усложняет их изготовление.

Известная геометрия шипа не позволяет горизонтальным и вертикальным конструкциям отклоняться на достаточно большой угол. При этих отклонениях (особенно в сейсмических зонах) возникают серьезные напряжения в местах крепления шипа к панели. При этом происходят необратимые деформации (либо отрыв шипа, либо разрушение узлов соединения).

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является сборно-разборное сооружение, содержащее конструктивные элементы, снабженные соединительными устройствами, известное по RU 2143532 [3]. В известном техническом решении конструктивные элементы снабжены соединительными устройствами в виде муфт, имеющих квадратное сечение в плане, размещенных по кромкам и в углах панелей, и ответные им элементы в виде шипов, устанавливаемых в муфты панелей перекрытий, при этом шипы выполнены в виде полых бочонков, длина которых НR/1,43, где R - радиус обжатия шипа.

Недостатком известного сооружения, возведенного с использованием таких конструктивных элементов, является его малая устойчивость к сейсмическим воздействиям. Это обусловлено тем, что из-за малой кривизны образующей шипа в виде бочонка обеспечивается и малая подвижность соединения “муфта-шип”. При воздействиях, превышающих подвижную возможность, может произойти разрушение соединения и, как следствие, разрушение сооружения.

Заявляемые в качестве изобретения конструктивные элементы сборно-разборного сооружения направлены на повышение их надежности при сейсмических воздействиях или иных, приводящих к линейным и угловым смещениям отдельных элементов сооружения относительно друг друга.

Указанный результат достигается тем, что конструктивные элементы сборно-разборного сооружения снабжены соединительными устройствами в виде полой муфты и входящего в нее шипа в виде металлического бочонка со следующими параметрами:

где Н - высота шипа в виде бочонка, м;

R - радиус кривизны его условной внешней поверхности, м.

Указанный результат достигается также тем, что шип и муфта снабжены сквозными отверстиями, оси которых перпендикулярны продольным осям шипа и муфты и совпадают при размещении шипа в муфте.

Указанный результат достигается также тем, что в отверстиях шипа и муфты размещен стержень-фиксатор.

Указанный результат достигается также тем, что диаметр фиксатора меньше диаметра отверстий, выполненных в муфте и шипе.

Выполнение бочкообразного шипа с кривизной боковых стенок в указанных пределах позволяет существенно повысить подвижность конструктивных элементов, соединяемых парой “муфта-шип”, относительно друг друга без разрушения самого соединения, что в свою очередь повышает сейсмостойкость сооружения.

Выполнение отверстий в муфте и шипе таким образом, что их оси совпадают при размещении шипа в муфте, позволяет вставить в отверстие фиксатор (стержень) и тем самым предотвратить осевое смещение муфты относительно шипа, что также повышает устойчивость сооружения к различного рода внешним воздействиям.

Выполнение фиксатора с диаметром, меньшим, чем диаметр отверстия в муфте и шипе, позволяет наряду с предотвращением разъединения пары “муфта-шип” сохранить возможность углового смещения относительно друг друга.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примерами его реализации и чертежами, на которых схематично представлены поперечные и продольные разрезы соединения пары “муфта-шип” в наиболее предпочтительном варианте (фиг.1) и варианты реализации муфты и шипа (фиг.2).

Конструктивными элементами, необходимыми для возведения сборно-разборного сооружения могут служить: фундамент, стеновые панели, перегородки, перекрытия и т.п., которые на чертежах показаны схематично, как не затрагивающие сущность изобретения. Все упомянутые элементы соединяются между собой с помощью соединительного устройства, которое выполнено в виде полой муфты 1 и входящего в него шипа 2 в виде бочонка, боковые стенки которого имеют кривизну, определяемую математическим соотношением, приведенным в формуле изобретения.

В частных случаях реализации муфта и шип снабжены отверстием 3 для размещения в них фиксирующего элемента 4. Муфта 1 может иметь поперечное сечение в виде окружности, треугольника, шестиугольника и т.п. Наиболее целесообразным представляется ее выполнение с сечением в виде квадрата, как это представлено на чертеже, поскольку практически все элементы сооружения имеют прямоугольную форму, а наиболее удобным местом расположения муфт являются кромки и углы монтируемых элементов. Муфта 1 размещается и фиксируется известными методами в теле монтируемого элемента и выполняется из любого конструкционного материала, обладающего необходимыми прочностными характеристиками, исходя из размеров сооружения.

Шип 2 может быть изготовлен из полой предварительно обжатой соответствующим образом трубы, или сплошным, и закреплен на монтируемом элементе известными методами, например, как это описано в [3]. При этом, для упрощения технологии изготовления, боковая поверхность шипа может быть выполнена не только в виде идеальной дуги окружности, но и в виде вписанной в нее ломаной линии, как это схематично показано на чертежах.

Предлагаемые конструктивные элементы сборно-разборного сооружения возводятся следующим образом. Устанавливают фундамент, элементы которого снабжены шипами 2 и расположены так, что шипы обращены вверх. На эти шипы устанавливают горизонтальные элементы (панели перекрытий) таким образом, чтобы их муфты 1 соединились с шипами 2 фундамента. Затем в муфты 1 этих перекрытий устанавливают шипы 2 несущих вертикальных элементов (стоек, наружных стеновых панелей и т.п.). После монтажа всех элементов первого этажа производят монтаж панелей перекрытий, которые являются потолком для первого этажа и основанием для второго. При этом муфты 1 перекрытий устанавливают на шипы 2 вертикальных несущих элементов. Монтаж последующих этажей аналогичен описанному выше. При этом сооружение может существовать как в собранном, так и в разобранном виде, т.е. в виде набора составляющих его элементов. При необходимости в отверстия 3 муфт 1 и шипов 2 вставляется фиксатор 4.

Предлагаемые конструктивные элементы для возведения сборно-разборных сооружений обеспечивают их устойчивость к линейным перемещениям и деформациям и не требуют заглубленных фундаментов.