соединение тонкостенных элементов

Формула изобретения

1. Соединение тонкостенных элементов, включающее концы соединяемых элементов, объединенные внахлест, и стяжные болты с шайбами, установленными в соосные отверстия по центру выштамповки в соединяемых элементах, отличающееся тем, что на обращенных друг к другу поверхностях обеих шайб выполнены соответственно коническое углубление и коническое утолщение, а выштамповка в соединяемых элементах создана путем их деформирования в конической полости между шайбами при затягивании гайки болта.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что максимальный диаметр конического углубления одной шайбы лежит в пределах (0,9-1,1)t максимального диаметра конического утолщения другой шайбы, где t - суммарная толщина соединяемых деталей.

3. Соединение по п.2, отличающееся тем, что максимальные диаметры конического углубления и конического утолщения меньше наружного диаметра шайб.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении конструкций легких зданий и сооружений, в том числе на месте строительства.

Известно соединение тонкостенных элементов, включающее концы соединяемых элементов, объединяемые внахлест, и стяжные болты с шайбами [см. А.С. №640003, М.кл. Е 04 В 1/58. БИ №48 от 17.01.79].

Недостаток известного решения состоит в низкой несущей способности соединения тонкостенных элементов.

Известно соединение тонкостенных элементов, включающее концы соединяемых элементов, объединяемые внахлест, и крепежные элементы. Крепежные элементы выполнены в виде винтов с увеличивающимся к головке диаметром винтовой нарезки. При установке винта происходит отгибание листов в месте отверстия, что приводит к увеличению площади смятия, а следовательно, к повышению несущей способности [см. Патент Франция №2113666, М.кл. Е 04 B 1/00. PC «Изобр. за рубежом», №13 от 1972 г.].

Недостаток известного соединения состоит в сложной конструкции винта переменного диаметра и в не регулярности параметров соединения с отгибов, что снижает несущую способность соединения.

Наиболее близким к изобретению является соединение тонкостенных элементов, включающее концы соединяемых элементов, объединенные внахлест, и стяжные болты с шайбами, установленными по центру выштамповки в соединяемых элементах [см. А.С. 369408, М.кл Е 04 B 1/58, Бюллетень №30 от 25.10.79. Фиг.4].

Недостаток известного решения состоит в недостаточной несущей способности, так как выштамповка и болт, установленный в отверстие с зазором, имеет различную податливость, а следовательно, происходит последовательное исчерпание несущей способности.

Изобретение направлено на повышение несущей способности соединения тонкостенных элементов.

Результат достигается тем, что в соединении тонкостенных элементов, включающем концы соединяемых элементов, объединенные внахлест, стяжные болты с шайбами, установленные в соосные отверстия по центру выштамповки в соединяемых элементах, согласно изобретению на обращенных друг к другу поверхностях обеих шайб выполнены соответственно коническое углубление и коническое утолщение, а выштамповка в соединяемых элементах создана путем их деформирования в конической полости между шайбами при затягивании гайки болта.

Для эффективной работы соединения целесообразно максимальный диаметр конического углубления выполнить в пределах 0,9-1,1t диаметра основания конического утолщения, где t - суммарная толщина соединяемых элементов. При этом максимальный диаметр конического углубления и конического утолщения меньше диаметра шайб.

На фиг.1 изображен общий вид узла соединения тонкостенных элементов. На фиг.2 показан разрез 1-1 узла соединения на фиг.1 в процессе сборки. На фиг.3 дан разрез 1-1 узла соединения на фиг.1.

Узел соединения тонкостенных элементов включает концы соединяемых элементов 1, объединенные внахлест, и стяжной болт 2 с шайбами 3 и 4. Болт снабжен гайкой 5, шайба 3 выполнена с коническим углублением, шайба 4 выполнена с коническим утолщением, при этом максимальный диаметр конического углубления выполнен в пределах 0,9-1,1t (0.9-1.1t - допуск, при котором соблюдается несущая способность элемента и наименьшие усилие затяжки) диаметра основания конического утолщения, где t - суммарная толщина соединяемых элементов.

Сборка соединения осуществляется в следующей последовательности.

Концы тонкостенных элементов 1 с предварительно выполненными отверстиями объединяют внахлест до совмещения центров отверстий. На болт 5 устанавливают шайбу 4, имеющую коническое утолщение, максимальный диаметр (d_ут) которого меньше диаметра шайбы (d). Болт 5 с установленной шайбой 4 устанавливают в соосное отверстие соединяемых элементов. После чего с другой стороны на болт устанавливают шайбу 3 с коническим углублением, максимальный диаметр (d_ут) которого также меньше наружного диаметра шайбы. После установки шайбы 3 устанавливают гайку 5 и осуществляют ее затяжку. При затягивании гайки 5 шайбы 3 и 4 сближаются, при этом кромки соединяемых элементов 1 по периметру отверстия деформируются в конической полости между шайбами 3 и 4.

Деформация элементов 1 приводит к образованию отгибов, которые жестко защемляются в конической полости между шайбами 3 и 4. В соединении (Фиг.1) восприятие сдвигающего усилия, действующего на элемент 1, происходит за счет включения в работу соединяемых тонкостенных элементов по всему периметру защемления между шайбами, что увеличивает несущую способность в 1,5-2 раза.