Узел соединения полых стержней пространственного каркаса

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ПОЛЫХ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Драган Вячеслав Игнатьевич Левчук Александра Александровна Шалобыта Николай Николаевич Пчелин Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Узел соединения полых стержней пространственного каркаса, содержащий крепежные болты со стопорными гайками и узловой элемент в виде шара, отличающийся тем, что шар выполнен полым с отверстиями в стенках, оголовки стержней снабжены жестко установленными в их полостях дополнительными гайками, а болты пропущены со стороны полости шара через его отверстия с возможностью вкручивания в дополнительные гайки,причем каждый из болтов снабжен размещенными между шаром и соответствующей дополнительной гайкой стержня двумя стопорными гайками, одна из которых стопорит дополнительную гайку относительно болта, а вторая - болт относительно шара, а диаметр каждого из отверстий принимается по выражению б, отв где отв - диаметр отверстия б - диаметр болта- толщина стенок полого шара- допустимый угол отклонения оси болта относительно оси отверстия.(56) 1. Трушев А.Г. Пространственные металлические конструкции. - М. Стройиздат,1983, рис. Х. 18 б. - С. 120. 2. Трушев А.Г. Пространственные металлические конструкции. - М. Стройиздат,1983, рис. Х. 14 а, б. - С. 117. Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении пространственных стержневых конструкций. Известен узел соединения полых стержней пространственного каркаса, содержащий узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены стержни, жестко соединенные с шаром посредством сварки 1. Недостатком известного узла является большая трудоемкость сварки при монтажных работах. Известен также узел соединения полых стержней пространственного каркаса, содержащий крепежные болты со стопорными гайками и узловой элемент в виде шара с отверстиями, выполненными с внутренней резьбой под болты, монтированные в оголовках стержней с возможностью вращения и осевого перемещения 2. Недостатком данного узла является необходимость высокой точности изготовления узлового элемента и сборки пространственных конструкций. Кроме того, узел обладает большой материалоемкостью вследствие изготовления узлового элемента сплошным. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы обеспечить возможность снижения необходимой точности изготовления узлового элемента и сборки пространственных конструкций и уменьшения материалоемкости узла. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном узле, содержащем крепежные болты со стопорными гайками и узловой элемент в виде шара, последний выполнен полым с отверстиями в стенках, оголовки стержней снабжены жестко установленными в их полостях дополнительными гайками, а болты пропущены со стороны полости шара через его отверстия с возможностью вкручивания в дополнительные гайки, причем каждый из болтов снабжен размещенными между шаром и соответствующей дополнительной гайкой стержня двумя стопорными гайками, одна из которых стопорит дополнительную гайку относительно болта, а вторая болт относительно шара, а диаметр каждого из отверстий принимается по выражению б, отв где отв - диаметр отверстия б - диаметр болта- толщина стенок полого шара- допустимый угол отклонения оси болта относительно оси отверстия. Выполнение шара полым с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара болты с возможностью их вкручивания в дополнительные гайки, жестко установленные в полостях оголовков стержней, позволяет, за счет обеспечения возможности поворота на небольшой угол болтов в отверстиях шара, снизить необходимую точность изготовления узлового элемента и сборки пространственных конструкций, чему способствует также назначение диаметра каждого из отверстий по выражению б.отв Снабжение каждого из болтов двумя стопорными гайками позволяет обеспечить возможность поворота застопоренных относительно друг друга и болта гаек при вкручивании болта в дополнительную гайку стержня, т.е работоспособность узла. Кроме того, благодаря изготовлению шара полым снижается материалоемкость узла. 24892006.02.28 Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен собранный узловой элемент в разрезе на фиг. 2 - полусферы, из которых собирается узловой элемент на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 на фиг. 4 - полусфера с отверстиями на фиг. 5 - вид А на фиг. 2 на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 2 на фиг. 7 - схема к определению требуемого диаметра отверстий, разрез на фиг. 8 - положение узлового элемента и полого стержня перед их соединением, разрез на фиг. 9 - то же, узел с вкрученным в дополнительную гайку стержня болтом на фиг. 10 - то же, в проектном положении с застопоренным болтом. Обозначения 1 - полые стержни 2 -крепежные болты 3 - стопорные гайки 4 -шар 5 отверстия под болты 6 - стенки шара 7 - полусферы 8 - оголовки стержней 9 - полости стержней 10 - дополнительные гайки 11 - полость шара 12 - головки болтов 13 - внутренние шайбы 14 -наружные шайбы 15 - кромки полусфер 16 - отверстия под штифты 17 - штифты 18 - сварной стык. Узел соединения полых стержней 1 пространственного каркаса содержит крепежные болты 2 со стопорными гайками 3 и узловой элемент в виде шара 4 (фиг. 110). Шар 4 выполнен полым с отверстиями 5 в стенках 6 и собирается из двух полусфер 7. Оголовки 8 стержней 1 снабжены жестко установленными в их полостях 9 дополнительными гайками 10. Болты 2 пропущены со стороны полости 11 шара 4 через его отверстия 5 с возможностью вкручивания в дополнительные гайки 10, причем каждый из болтов 2 снабжен двумя стопорными гайками 3. Стопорные гайки 3 размещены между шаром 4 и дополнительными гайками 10, а между головками 12 болтов и внутренней поверхностью шара 4 и наружной поверхностью шара 4 и стопорными гайками 3 установлены внутренние 13 и наружные 14 шайбы со сферическими, обращенными к шару 4 поверхностями. В проектном положении одна из стопорных гаек 3 стопорит дополнительную гайку 10 относительно болта 2, а вторая - болт 2 относительно шара 4 (фиг. 10). Изготовление узлового элемента на заводе производится в следующем порядке. Вначале выштамповываются или вытачиваются полусферы 7 с фрезерованием диаметральных кромок 15 (фиг. З). Затем в диаметрально расположенных точках кромок 15 образуются отверстия 16 под штифты 17, а в стенках полусфер 7 - отверстия 5 под болты 2(фиг. 16). В одной из полусфер 7 разделывается кромка 15 под сварку. Диаметр каждого из отверстий 5 под болты 2 принимается по выражению (фиг. 7) б, отв где отв - диаметр отверстия 5 б - диаметр болта 2- толщина стенок 6 полого шара 4- допустимый угол отклонения оси болта 2 относительно оси отверстия 5. Далее через отверстия 5 пропускаются болты 2 с шайбами 13,14, на болты 2 навинчиваются стопорные гайки 3, в отверстия 16 одной из полусфер 7 устанавливаются штифты 17,полусферы 7 фиксируются относительно друг друга, посредством одевания одной из полусфер 7 на штифты 17, и соединяются сварным стыком 18 (фиг. 1). Сборка узла соединения полых стержней 1 пространственного каркаса производится в следующем порядке. Стопорные гайки 3 устанавливаются рядом друг с другом и стопорятся относительно друг друга и болтов 2, при этом расстояние 1 от торца каждого из болтов 2 до гайки 10 стержня 1 должно быть равно расстоянию 2 от головки болта 2 до внутренней шайбы 13 в положении прижатия стопорных гаек 3 с наружной шайбой 14 и внутренней шайбы 13 к шару 4 (фиг. 8). Стопорение гаек 3 осуществляется посредством их поворота с затягиванием навстречу друг другу. 24892006.02.28 Затем, путем вращения застопоренных гаек 3 с болтом 2, последний ввинчивается в дополнительную гайку 10 стержня 1 до упора гаек 3 в гайку 10, при этом головка болта 2 опирается в шайбу 13 (фиг. 9). На заключительном этапе левая стопорная гайка 3 вращается в обратную сторону, при застопоренных правой 3 и дополнительной 10 гайках, до момента ее упирания в наружную шайбу 14, и производится стопорение болта 2 относительно шара 4 путем затягивания левой гайки 3 (фиг. 10). Аналогично соединяются в узле остальные стержни 1. Снабжение каждого из болтов 2 двумя стопорными гайками 3 позволяет обеспечить возможность поворота застопоренных относительно друг друга и болта 2 гаек 3 при вкручивании болта 2 в дополнительную гайку 10 стержня 1, т.е работоспособность узла. Выполнение шара 4 полым с отверстиями 5 в стенках 6, через которые пропущены со стороны полости 11 шара 4 болты 2 с возможностью их вкручивания в дополнительные гайки 10, жестко установленные в полостях 9 оголовков 8 стержней 1, позволяет, за счет обеспечения возможности поворота на допустимый уголболтов 2 в отверстиях 5 шара 4, снизить необходимую точность изготовления узлового элемента и сборки пространственных конструкций. Кроме того, благодаря изготовлению шара 4 полым, снижается материалоемкость узла. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.