Узловой элемент пространственного стержневого каркаса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1) Е 04 В 1/5 ТВЕННЫЙ НОМИТЕВэЕТЕНИЙМ И ОТНРЫТИЯ СССР ГОСУД АРСПО ИЗОПРИ ГННТ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИ К АВТ 0(56) Авторское свидетельство СССРй 1112825, кл. Е 04 В 1/58, 1982,(54) УЗЛОВОЙ ЭЛЕМЕНТ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТЕРЖНЕВОГО КАРКАСА(57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для соединения стержнейпространственных конструкций зданийи сооружений, Целью изобретения является упрощение конструкции и монта.жа, повышение надежности, долговечности и стойкости к динамическим, ЬО 1746894 А 1 2нагрузкам, Узловой элемент 1 прост ранственного стержневого каркаса включает жестко соединенные между собой ребра 2 с образованием перекрестной замкнутой симметричной: конструкции с отверстиями для пропуска крепежных деталей каркаса, расположенных в ребрах, и монтажными протягами между ребрами, Узловой элемент выполнен в виде моноблока, ребра которого снабжены приливами 3 плавного сопряжения и внешняя поверх" ность ребер выполнена вписанной в сферу, переходящей в плоскость на участках, концентрично обрамляющих отверстия для пропуска крепежных деталей, 3 з.п, Ф-лы, 3 ил,31Изобретение относится к строитель" ству и может быть использовано для соединения стержней пространственных каркасов зданий и сооружений.Целью изобреТение является упрощение конструкции и монтажа, повышение надежности, долговечности и стойкости к динамическим нагрузкам.На Фиг. изображен узловой элемент, аксонометрия, вариант выполнения с возможностью соединения 18-ти стержней; на Фиг.2 - то же, вариант выполнения с возможностью соединения 14-ти стержней; на Фиг.3 - узел в сборе.Узловой элемент 1 представляет ,собой цельную конструкцию в виде моноблока, ребра 2 которого выполнены с приливами 3 плавного сопряжения.Приливы могут быть выполнены во всех сопрягаемых участках, в том .числе в зоне, примыкающей к каждому отверстию 4 для пропуска крепежных деталей 5 стержневого каркаса. В узловом элементевнешняя поверхность ребер 6 выполнена вписанной в сферу. Узловой элемент, представля" ет собой систему перекрестных ребер 2, оси которых расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.Он подчиняется симметрии ромбокубооктаэдра, Внешняя поверхность ребер6 на участках концентрично обрамляющих отверстия 4 для пропуска крепежных деталей 5 выполнена в виде плос". ких площадок 7 плавно сопрягающихся со сферической поверхностью.Между ребрами 2 узлового элемента1 выполнены монтажные проемы 8,внутренний контур которых представ" ляет собой сферический треугольник со скругленными углами 9. При этомвнутренние обрамляющие участки ребер 2 узлового элемента 1 образуют замкнутую по контуру сложную поверхность, представляющую совокупностьплавно сопряженных между собой плоских 10 и желобчатых 11 участков, наклонно обращенных к центру элемента (Фиг.1).По другому варианту выполнения узлового элемента монтажные проемы 8 имеют внутренний контур 12, обра" зованный пересечением эллиптического цилиндра со сферой (Фиг.2), а боковые грани 13 монтажных проемов 8 выполненц в виде поверхности дважды746894 4 сферически усеченного эллиптического корпуса, Боковые грани монтажных проемов 8 могут быть также выполнены в виде поверхности эллипсоида вращения (условно не показано).Узловой элемент изготавливают ме" тодом точного литья. Материалом для него может являться алюминий, высокопрочная пластмасса, сталь. В примере конкретного выполнения узловой элемент производился в виде отливки из стали НЛс отверстиями под болты М 1 О, М 2, М 16 с наружным размером описанной сферы диаметром Р 0,51015 120 и 60 мм соответственно.Посредством изготовленного узлового элемента 1 собирается известнымспособом узел пространственной конст 20 рукции. Оси отверстий 4 для пропуска крепежных деталей пересекаютсяв центре узла и соответствуют осямв узле стержней. Стержни могут бытьвыполнены из труб или других профи 25 лей,Расчетные усилия в узловом элементе 1 передаются осевыми болтами (растяжение) и контактными поверхностями узлового элемента 1, которыми яв 30 ляются плоские площадки 7. Выполнение контактных поверхностей узлово"го элемента плоскими упрощает изготовление соединяемых стержневых элементов, которые могут быть выполнеЗ 5 ны плоскими не требуют для передачи усилия дополнительных вкладышей.Узловой элемент выполнен симметричным и, следовательно, равнопрочным во всех направлениях, что позво"4 О ляет применять его в различных зонах структурных пространственныхконструкций, где возможны различныесочетания сжимающих и растягивающихусилий в различных стержнях, приме"45 нять унифицированный узловой элементв качестве изометрически (изотропно)работающего универсального соединения,Узловой элемент позволяет уп 5 О Ростить конструкцию, заменяя многодельный известный узловой элементиз штампованных деталей, объединяемых сваркой, на единый цельный блокУпрощение конструкЦий узлового эле 55 мента и монтана узлового соединенияс использованием последнего достигается наличием всей совокупностипризнаков: выполнением моноблока,наличием плоских площадок, исклю51чающих дополнительные элементы-шайбы, прокладки и т, и. Эти же и другие признаки одновременно работают на достижение целей повышения надежности, долговечности, стойкостик динамическим многоцикловым нагрузкам, например, вибрациям. Выполнениеребер с приливами позволяет избирательно увеличить сечение в необхо"имых зонах, ито обеспечивает увеличение несущей способности и тем самым надежности наиболее слабых кри"тических участков узла. Такое утолщение было практически невозможно приизготовлении штампованных иэделий.Увеличивает надежность и долговечность выполнение узла в виде моно"блока такжеэа счет исключения сты"ков Фасонок в ребрах, исключениясварных швов между ними, что позволило ликвидировать возможность образования внутренней коррозии металлав труднодоступных местах соединения деталей, Отсутствие сварки создает благоприятные условия работы,всего узлового элемента, исключаяконцентрацию напряжений на швах иплохую работу швов на растяжение,что также повышает надежность и долговечность.Наличие сложных внутренних поверхностей, выполнение моноблока вписанным в сферу, наличие плавных сопряжений между всеми участками узлового элемента также позволяет повыситьпрочность, надежность за счет отсутвия изломов и тем самым устраненияконцентраций напряжений на местах переходов поверхностей, а также засчет симметричности и замыкания всферическом кольце растягивающихи сжимающих усилий,Применение предлагаемого узлового элемента позволяет получать положительный эФФект, который выражается в упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления, по", вышении его прочности и вариабель"ности геометрических схем. Узловойэлемент обеспечивает возможность соз 746894 6дания крупногабаритных конструкцийза счет увеличения его прочности,которая позволяет увеличить длину исечение стержней, соединяемых в узловом элементе,Формула изобретения 1. Узловой элемент пространственного стержневого каркаса, включающий жестко соединенные. между собой ребра с образованием перекрестной .замкнутой симметричной конструкции с отверстиями для пропуска крепежных деталей каркаса, расположенных в ребрах, и монтажными проемами между ребрами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения 20 конструкции и монтажа, повышения надежности, долговечности и стойкости к динамическим нагрузкам, узловой элемент выполнен в виде моноблокаребра которого снабжены приливами 25 плавного сопряжения по крайней мерев зонах, примыкающих к отверстиям для пропуска крепежных деталей каркаса, причем внешняя поверхность ребер выполнена вписанной в сферу, пе- ЗО реходящей в плоскость на участках,концентрично обрамляющих отверстия для пропуска крепежных деталей.2. Элемент по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что монтажные проемы имеют внутренний контур в виде сФерического треугольника со скругленными. углами,.а обрамляющие его участки ребер образуют замкнутую по контуру поверхность, наклонную к центру и сопряженную из плоских и желобчатых участков. 3, Элемент по и.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что монтажные проемы имеют внутренний контур, образованный пересечением эллиптического цилиндра со сферой а обрамляющие его участки ребер выполнены в виде дважды сферически усеченного Эллиптического конуса или эллипсоидд вращения,174689 ч Составитель Н, ПавлоТехред.А,Кравчук Редактор Н. Б рректор о амборска Тиражнного комитета по3035, Москва, Жвенно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагзри оиэв ее е авЗаказ 2430ВНИИПИ Государстве Полписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб., д, 4/5