узловое соединение стержневой пространственной конструкции

Формула изобретения

1. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков, между которыми размещены наконечники поясных и раскосных стержней, отличающееся тем, что оно снабжено связующим кольцом, расположенным между дисками, коаксиально с ними, с пропущенной через него шпилькой, при этом каждый наконечник поясного стержня выполнен в виде крюка, рог которого направлен в сторону одного из дисков и имеет ось, расположенную перпендикулярно оси поясного стержня, а каждый наконечник раскосного стержня выполнен в виде крюка, рог которого направлен в сторону другого диска и имеет ось, расположенную наклонно к оси раскосного стержня, при этом рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца вокруг шпильки.

2. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что наконечники выполнены в виде пластин.

3. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что передняя часть каждого рога выполнена трехгранной со средней и двумя боковыми гранями, при этом средняя грань соприкасается со шпилькой.

4. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов.

5. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов через прокладки.

6. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов посредством клея или запрессовки.

7. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.3, отличающееся тем, что боковые грани выполнены параллельными оси шпильки.

8. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что продольные оси поясных и раскосных стержней сцентрированы в точке, расположенной на плоскости симметрии связующего кольца.

9. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции по п.1, отличающееся тем, что связующее кольцо и диски выполнены в виде пластин, а соприкасающиеся с ними поверхности наконечников выполнены плоскими.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности, к стержневой пространственной конструкции. Узловое соединение может быть использовано как в плоских пространственных конструкциях, так и в двухпоясных оболочках, выполненных из металла или древесины. Примерами подобных конструкций являются структуры, цилиндрические оболочки, купола и т.д.

Известно узловое соединение стержневой пространственной конструкции, используемое для соединения трубчатых элементов (Кудишин Ю.И. и др. Металлические конструкции, 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия» 2006, стр.506, рис.19.4,6) [1].

Недостатком [1] является трудоемкость изготовления, особенно в случаях его использования в стержневых пространственных конструкциях, выполненных из профилей нетрубчатого сечения.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков, между которыми размещены наконечники поясных и раскосных стержней (Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции. - М., Стройиздат, 1983, стр.117, рис.XI.13) [2].

Недостатком известного решения [2] является трудоемкость изготовления, а также недостаточная надежность, связанная с повышенной жесткостью узла и с большим количеством сварных швов в соединении.

Технический результат изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение надежности узлового соединения.

Данный технический результат достигается за счет того, что узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков, между которыми размещены наконечники поясных и раскосных стержней, снабжено связующим кольцом, расположенным между дисками, коасильно с ними, с пропущенной через него шпилькой, при этом каждый наконечник поясного стержня выполнен в виде крюка, рог которого направлен в сторону одного из дисков и имеет ось, расположенную перпендикулярно оси поясного стержня, а каждый наконечник раскосного стержня выполнен в виде крюка, рог которого направлен в сторону другого диска и имеет ось, расположенную наклонно к оси раскосного стержня, при этом рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца вокруг шпильки.

Наконечники могут быть выполнены в виде пластин.

Передняя часть каждого рога может быть выполнена трехгранной со средней и двумя боковыми гранями, при этом средняя грань соприкасается со шпилькой.

Боковые грани могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов.

Боковые грани могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов через прокладки.

Боковые грани могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов посредством клея или запрессовки.

Боковые грани могут быть выполнены параллельными оси шпильки.

Продольные оси поясных и раскосных стержней могут быть сцентрированы в точке, расположенной на плоскости симметрии связующего кольца.

Связующее кольцо и диски могут быть выполнены в виде пластин, а соприкасающиеся с ними поверхности наконечников выполнены плоскими.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен общий вид узлового соединения в уровне нижней поясной сетки;

на фиг.2 - общий вид узлового соединения в уровне верхней поясной сетки;

на фиг.3 - вид сверху на узловое соединение на фиг.1;

на фиг.4 - разрез 1-1 на фиг.3;

на фиг.3 - разрез 2-2 на фиг.4;

на фиг.6 - деталировка узлового соединения.

Узловое соединение стержневой пространственной конструкции, включающее диски (1) и (2), стягивающиеся шпилькой (6), пропущенной через центральные отверстия дисков (1) и (2), между которыми размещены наконечники поясных (3) и раскосных (4) стержней. Между дисками (1) и (2), коасильно с ними, расположено связующее кольцо (5). Шпилька (6) пропущена через центральное отверстие связующего кольца (5). Каждый наконечник поясного стержня (3) выполнен в виде крюка, рог которого (7) направлен в сторону одного из дисков (1) и имеет ось, расположенную перпендикулярно оси поясного стержня. Каждый наконечник раскосного стержня (4) выполнен в виде крюка, рог которого (8) направлен в сторону другого диска (2) и имеет ось, расположенную наклонно к оси раскосного стержня. Рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца (5) вокруг шпильки (6).

Наконечники стержней (3) и (4) могут быть выполнены в виде пластин.

Передняя часть каждого рога может быть выполнена трехгранной со средней (9) и двумя боковыми гранями (10), при этом средняя грань (9) соприкасается со шпилькой (6).

Боковые грани (10) могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов.

Боковые грани (10) могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов через прокладки (11).

Боковые грани (10) могут быть соединены геометрическим замыканием с боковыми гранями смежных рогов посредством клея или запрессовки.

Боковые грани (10) могут быть выполнены параллельными оси шпильки.

Продольные оси поясных и раскосных стержней могут быть сцентрированы в точке, расположенной на плоскости симметрии связующего кольца (5).

Связующее кольцо (5) и диски (1) и (2) могут быть выполнены в виде пластин, а соприкасающиеся с ними поверхности наконечников (3) и (4) могут быть выполнены плоскими.

Примером реализации изобретения может служить узловое соединение структурной конструкции, применяемой в качестве плоских покрытий большепролетных зданий различного назначения. Узловое соединение является наиболее ответственным элементом стержневой плиты покрытия, определяющим, как прочность и жесткость конструкции, так и трудоемкость и технологичность ее изготовления. Растягивающие усилия в узле воспринимаются связующим кольцом (5) и передаются на него через рога (7), (8) крюков наконечников (3), (4). Сжимающие усилия в узле передаются в упор через рога (7), (8) крюков наконечников (3), (4) и шпильку (6). Отсутствие зазоров между соприкасающимися боковыми гранями (10) смежных рогов, между средней гранью (9) рогов и шпилькой (6), а также между связующим кольцом (5), дисками (1), (2) и наконечниками (3), (4) обеспечивает необходимую жесткость узла и всей конструкции.

Монтаж узловых соединений может осуществляться в процессе постержневой сборки структурной конструкции в два этапа. На первом этапе собирают узловые соединения нижней поясной сетки, а на втором - узловые соединения верхней поясной сетки. На первом этапе шпильки (6) с одетыми на них дисками (2) устанавливают в проектное положение на специальных подмостях. Вокруг шпилек (6) выкладываются поясные стержни нижней поясной сетки так, чтобы крюки наконечников поясных стержней (3) были направлены вверх. На рога (7) крюков наконечников (3) и шпильку (6) одевают связующее кольцо (5). Сверху в кольцо вставляют рога (8) крюков наконечников (4), располагая их в промежутках между рогами (7) крюков наконечников (3). Фиксация положения поясных и раскосных стержней производится после установки диска (1) на шпильку (6), путем стягивания гаек шпильки (6). При этом крюк наконечника (3) примыкает к связующему кольцу (5) и к диску (2), а наконечник (4) примыкает к связующему кольцу (5) и к диску (1).

Узловые соединения, расположенные в уровне верхней поясной сетки, собираются на втором этапе сборки в иной последовательности. В начале на рога (8) крюков наконечников (4) одевают связующее кольцо (5). Сверху в кольцо вставляют шпильку (6) и рога (7) крюков наконечников (3), располагая их в промежутках между рогами (8) крюков наконечников (4). Фиксация положения поясных и раскосных стержней производится после установки дисков (1) и (2) на шпильку (6) и стягивания гаек шпильки (6). При этом крюк наконечника (3) примыкает к связующему кольцу (5) и диску (2), а наконечник (4) примыкает к связующему кольцу (5) и диску (1).

Предложенное изобретение может быть широко использовано в стержневых пространственных конструкциях зданий и сооружений, выполненных из металла или древесины. При этом из коротких стержней можно образовывать различные пространственные решетчатые конструкции, пригодные для перекрытий и покрытий больших пролетов, с любой конфигурацией в плане и по высоте. Многократная повторяемость узловых соединений обеспечивает возможность их поточного изготовления.