Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА ИЗ ПОЛЫХ СТЕРЖНЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Драган Вячеслав Игнатьевич Драган Алексей Вячеславович Глушко Константин Константинович Пчелин Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко прикрепленными к ним и сопрягающимися с наружной поверхностью полого узлового элемента наконечниками, содержащий крепежные болты, пропущенные через отверстия в стенках узлового элемента, снабженного скрепленными стяжным болтом крышкой и днищем, отличающийся тем, что полый узловой элемент выполнен в виде цилиндрической втулки и снабжен жестко прикрепленной к ее внутренней поверхности в средней части по высоте диафрагмой жесткости, наконечники полых стержней выполнены с не менее чем двумя расположенными симметрично относительно диафрагмы жесткости резьбовыми отверстиями под крепежные болты, установленные с контролируемым напряжением, а крышка и днище снабжены цилиндрическими выступами диаметром,равным внутреннему диаметру цилиндрической втулки, причем стяжной болт пропущен через отверстие в диафрагме жесткости, а наружный радиусцилиндрической втулки. связан с количествоми ширинойполых стержней соотношением 2(180 /) Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении пространственных однослойных стержневых конструкций типа оболочек двоякой положительной кривизны. Известен узел соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко прикрепленными к ним и сопрягающимися с наружной поверхностью полого узлового элемента наконечниками, содержащий крепежные болты,пропущенные через отверстия в наконечниках и стенках узлового элемента, причем узловой элемент выполнен в виде усеченного с двух сторон полого шара и оборудован размещенными между гайками крепежных болтов и внутренней поверхностью узлового элемента сферическими шайбами 1. Известный узел характеризуется сложностью изготовления вследствие выполнения узлового элемента в виде усеченного с двух сторон полого шара, невысокой жесткостью и прочностью и не обеспечивает достаточного защемления стержней в узлах, что может привести к кинематически изменяемой системе всей конструкции. Соединение каждого из стержней с узловым элементом посредством одного крепежного болта обеспечивает шарнирное соединение стержней в узле, т.е. стержни работают только на сжатие или растяжение, при этом укладка настила (покрытия) производится на прогоны, опираемые на узлы соединения пространственного каркаса. Наличие же прогонов обусловливает повышенную материалоемкость пространственного каркаса и высокие трудозатраты на его сборку. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является узел соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко прикрепленными к ним и сопрягающимися с наружной поверхностью полого узлового элемента наконечниками, содержащий крепежные болты, пропущенные через отверстия в наконечниках и стенках узлового элемента, снабженного скрепленными стяжным болтом крышкой и днищем, причем узловой элемент выполнен в виде усеченного с двух сторон полого шара и оборудован размещенными в его полости сферическими элементами в виде полос, а пространство между крышкой и днищем заполнено расширяющимся раствором 2. Снабжение узлового элемента скрепленными стяжным болтом крышкой и днищем и заполнение пространства между крышкой и днищем расширяющимся раствором позволяет значительно повысить прочность узла. Однако, как и в случае аналога, известный узел не обеспечивает достаточного защемления стержней в узлах, что может привести к кинематически изменяемой системе всей конструкции и характеризуется сложностью изготовления вследствие выполнения узлового элемента в виде усеченного с двух сторон полого шара, чему способствует также оборудование узлового элемента размешенными в его полости сферическими элементами в виде полос и заполнение пространства между крышкой и днищем расширяющимся раствором. Кроме того, по-прежнему не решается вопрос снижения материалоемкости пространственного каркаса и трудозатрат на его сборку вследствие укладки настила (покрытия) на прогоны, опираемые на узловые элементы пространственного каркаса. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы упростить конструкцию узла соединения пространственного каркаса из полых стержней и снизить материалоемкость пространственного каркаса и трудозатраты на его сборку. 106832015.06.30 Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном узле соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко прикрепленными к ним и сопрягающимися с наружной поверхностью полого узлового элемента наконечниками, содержащем крепежные болты, пропущенные через отверстия в стенках узлового элемента, снабженного скрепленными стяжным болтом крышкой и днищем, полый узловой элемент выполнен в виде цилиндрической втулки и снабжен жестко прикрепленной к ее внутренней поверхности в средней части по высоте диафрагмой жесткости,наконечники полых стержней выполнены не менее чем с двумя расположенными симметрично относительно диафрагмы жесткости резьбовыми отверстиями под крепежные болты, установленные с контролируемым напряжением, а крышка и днище снабжены цилиндрическими выступами диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрической втулки, причем стяжной болт пропущен через отверстие в диафрагме жесткости, а наружный радиусцилиндрической втулки связан с количествоми ширинойполых стерж. ней соотношением 2(180 /) Выполнение каждого узлового элемента в виде цилиндрической втулки позволяет существенно упростить конструкцию узла соединения, что обусловливается упрощением изготовления узлового элемента и примыкания наконечников полых стержней к цилиндрической втулке. Снабжение цилиндрической втулки жестко прикрепленной к ее внутренней поверхности в средней части по высоте диафрагмой жесткости, а крышки и днища - цилиндрическими выступами диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрической втулки,обеспечивает высокую жесткость узлового элемента, позволяя устранить необходимость заполнения пространства между крышкой и днищем расширяющимся раствором, что приводит к снижению трудозатрат на сборку узла. Выполнение наконечников полых стержней не менее чем с двумя расположенными симметрично относительно диафрагмы жесткости резьбовыми отверстиями под крепежные болты, установленные с контролируемым напряжением, обеспечивает защемление стержней в узлах и тем самым возможность восприятия узлом соединения изгибающих моментов, т.е. возможность укладки настила (покрытия) пространственного каркаса непосредственно на полые стержни, благодаря чему снижаются материалоемкость пространственного каркаса и трудозатраты на его сборку (за счет исключения из конструкции прогонов). Изготовление цилиндрической втулки с наружным радиусом , связанным с количе ствоми ширинойполых стержней соотношением, обеспечивает воз 2(180 /) можность нормального опирания полых стержней на узловой без нахлеста в плане друг на друга, т.е. необходимо для работоспособности узла соединения. Полезная модель поясняется фигурами, где на фиг. 1 изображен узел соединения пространственного каркаса из полых стержней в плане на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Обозначения 1 - полые стержни 2 - цилиндрическая втулка 3 - диафрагма жесткости 4 стяжной болт 5 - крышка 6 - днище 7 - крепежные болты 8 - отверстия 9 - электросварной шов 10 - наконечники 11 - резьбовые отверстия 12 - цилиндрические выступы. Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней 1 включает полый узловой элемент в виде цилиндрической втулки 2, снабженной жестко прикрепленной к ее внутренней поверхности в средней части по высоте диафрагмой жесткости 3 и скрепленными стяжным болтом 4 крышкой 5 и днищем 6, и крепежные болты 7, пропущенные через отверстия 8 в стенках узлового элемента в виде цилиндрической втулки 2 (фиг. 1, 2). При этом стяжной болт 4 пропущен через отверстие в диафрагме жесткости 3. Оголовки полых стержней 1 снабжены жестко прикрепленными к ним посредством электросварного шва 9 и сопрягающимися с наружной поверхностью цилиндрической 106832015.06.30 втулки 2 наконечниками 10, выполненными не менее чем с двумя расположенными симметрично относительно диафрагмы жесткости 3 резьбовыми отверстиями 11 под крепежные болты 7, установленные с контролируемым напряжением. Крышка 5 и днище 6 снабжены цилиндрическими выступами 12 диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрической втулки 2, благодаря чему повышается жесткость цилиндрической втулки 2 (фиг. 2). Наружный радиусцилиндрической втулки 2 связан с количествоми шириной. полых стержней 1 соотношением (фиг. 1)2(180 /) При сборке узла соединения вначале с цилиндрической втулкой 2 соединяются полые стержни 1 посредством крепежных болтов 7, пропускаемых изнутри цилиндрической втулки 2 через отверстия 8 в ее стенках и вкручиваемых в резьбовые отверстия 11 наконечников 10 полых стержней 1. При этом установка крепежных болтов 7 производится с контролируемым напряжением. На заключительной этапе устанавливаются скрепляемые между собой стяжным болтом 4 крышка 5 и днище 6 цилиндрической втулки 2. Выполнение каждого узлового элемента в виде цилиндрической втулки 2 позволяет существенно упростить конструкцию узла соединения, что обусловливается упрощением изготовления узлового элемента и примыкания наконечников 10 полых стержней 1 к цилиндрической втулке 2. Снабжение цилиндрической втулки 2 жестко прикрепленной к ее внутренней поверхности в средней части по высоте диафрагмой жесткости 3, а крышки 5 и днища 6 цилиндрическими выступами 12 диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрической втулки 2, обеспечивает высокую жесткость узлового элемента, позволяя устранить необходимость заполнения пространства между крышкой 5 и днищем 6 расширяющимся раствором (по сравнению с прототипом), что приводит к снижению трудозатрат на сборку узла соединения. Выполнение наконечников 10 полых стержней 1 не менее чем с двумя расположенными симметрично относительно диафрагмы жесткости 3 резьбовыми отверстиями 11 под крепежные болты 7, установленные с контролируемым напряжением, обеспечивает защемление полых стержней 1 в узлах и тем самым возможность восприятия узлом соединения изгибающих моментов, т.е. возможность укладки настила (покрытия) пространственного каркаса непосредственно на полые стержни 1, благодаря чему снижаются материалоемкость пространственного каркаса и трудозатраты на его сборку (за счет исключения из конструкции прогонов). Изготовление цилиндрической втулки 2 с наружным радиусом , связанным с количе ствоми ширинойполых стержней 1 соотношением, обеспечивает 2(180 /) возможность нормального опирания полых стержней 1 на цилиндрическую втулку 2 без нахлеста в плане друг на друга, т.е. необходимо для работоспособности узла соединения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.