Узловое соединение строительных элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 58, Е 04 Н 120 ЕТЕН ЕЛЬСТВУ строительст- автоматичех элементов, ьзования при секционных ний (вытяжчзи и др.), но и при соедиутаврового и сооружениях льных и подм, колонн и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ С 1(56) В,Ф.Павловский и др. Стальные башни. - Киев: Буд вельник, 1979, с, 31, узлы 9 и 10.Р.П.Барон. Производство монтажных работ с помощью вертолета, - М.: СИ. 1984, с. 31, и. 2.Авторское свидетельство СССР М 1664984, кл. Е 04 В 1/58, 1990.(54) УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Использование: при соединении трубчатых поясов секционных решетчатых высотных сооружений, элементов других сечений в зданиях и сооружениях различного назначения: ферм к колоннам, колонн к фундаментам и т.п, Сущность изобретения; к торцу одного из соединяемых элементов жестко прикреплена опорная плита с закрепленным в ней соединительным стерж Изобретение относится кву, а более конкретно к узлам ского соединения строительнь Оно предназначено для испол соединении трубчатых поясов решетчатых высоких сооруже ные башни, башни и мачты св может быть применено также нении элементов трубчатого дв других сечений в зданиях и различного назначения: стропи стропильных ферм к колонна фундаментам и т,п. Ы, 1775 нем, имеющим коническии наконечник. Другой соединяемый элемент снабжен торцевым фланцем с центральным отверстием, диаметром, несколько большим наконечника. На боковой поверхности стержня у конического наконечника и в стенке отверстия выполнены, соответственно, кольцевые канавки, заполненные пакетом разрезных пружинных колец. Кольца - регулировочные, тонкие, толщина - порядка допустимого зазора между фланцем и опорной плитой. Кольца имеют большую толщину. Для гарантированного заполнения кольцами канавки .толщина пакета больше ширины канавки. Канавка и внутренние кромки колец снабкены встречными фасками, Для возможности установки соединительного стержня при монтаже в проектное положение глубина канавки заведомо больше ширины колец, Деформированию колец из плоскости при воздействии на них движущимся в процессе монтажа стержнем может препятствовать дополнительное кольцо, которое располокено в канавке. но смещено вверх относительно канавки. 3 з.п,ф-лы. 5 ил,Известно узловое соединение трубчатых элементов поясов секционных высотных сооружений на болтах через фланцы. В этих узлах к торцам соединяемых труб приварены фланцы, а монтажное соединение выполняется болтами, установленными в совмещенные отверстия фланцев, Недостатком этого соединения является повышенная опасность ведения монтажных работ на высоте, а также большие трудозатраты при установке болтов,Известно также узловое соединение трубчатых элементов, осущестоляеглое на 1775537ращиванием секций высотного сооружения с помощью вертолета, признаваемым в настоящее время одним из наиболее йрогрессивных. Это обьясняется тем, что простой вертолета во время установки болтов стоит больших чинансовых затрат. Кроме того, затраты времени увеличиваются эа счет того, что во время установки вертолетом очередной секции, монтажники, по технике безопасности, не должны находиться на монтируемом сооружении.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является узловое соединение строительных элементов, в котором один из соединяемых элементов содержит опорную плиту с жестко закрепленным в цей соединительным стержнем с коцическим наконечником, а другой из соединяемых элементов содержит ца конце фланец, в котором имеется центральное отверстие для пропуска соединительного стержня и с внутренней стороны которого установлены контактирующие с ним подвижные упоры, Центральное отверстие во фланце одного из соединительных элементов окаймлено жестко закрепленными к фланцу радиально расположенными упорами, которые чередуются с подвижцыми упорами, Подвижные упоры могут выполняться в виде подпружиненных поворотных кулачков, либо в виде клицовидных секторов кольца, занимающих замыкающее положение под действием собствецного веса, либо в виде клиньев, которые расположены в П-образных обоймах и подпружинены.Недостатком описанного решения является значительная трудоемкость изготовления узловых элементов соединения. Это особенно относится к вариантам с П-образными и поворотными кулачками, имеющими довольно сложный профиль. Кроме того, не исключается возможность эаедания при повороте этих кулачков и клицовидных секторов, перемещающихся в неподвижных упорах как в направляющих, Это может иметь место при недостаточном соотношении длин этих секторов к их толщине, являю, щемся следствием ограниченных размеров внутреннего сечения трубчатого элемента, где размещается механизм соединения,Целью изобретения является уменьшение трудоемкости изготовления и повышения надежности соединения.На фиг. 1 изображено узловое соединение для поясов башни или мачты распорки и раскосы условно не показаны); на фиг. 2 - разрез А-Л на фиг, 1, ца фиг. 3 - соединение на фиг.1, в разьеме; на фиг.4 - узел на фиг, 1, на фиг,5 - вариант уэла 1,Узловое соединение состоит из трубы 1части нижней секции сооружения и трубы 2части пояса верхней части пояса верхнейсекции. К стыкуемым трубам 1 и 2 приваре 5 ны соответственно торцевые фланцы 3 и 4.По оси трубы 1 к фланцу 3 жестко закрепленприварен) соединительный стержень 5 с коническим наконечником 6, непосредственно к которому примыкает кольцевая канавка10 7 по боковой поверхности стержня 5,Во фланце 4 имеет центральное отверстие 8 диаметром несколько на 0,6+1 мм)больше диаметра основания коническогонаконечника 6. На цилиндрической поверх 15 ности отверстия 8 устроена кольцевая канавка 9, по ширине превосходящая канавку. 7 и заполненная разреэцыми пружиннымикольцами 10, 11 и 12,У нижнего из них, кольца 10, толщина20 несколько меньше ширины кольцевой канавки 9. К кольцу 10 примыкают регулировочные тонкие кольца 11, толщина каждогоиз которых намного меньше, чем кольца 10и це превышает величины допускаемого25 люфта в соединении. Для высотного сооружения типа мачты или башни; например, этавеличина составляет 0,2+0,7 мм. Для обеспечения пропуска соединительного стержня 5 при монтаже ширина колец 10 и 1130 меньше глубины кольцевой канавки 9,Вслед эа кольцами 11, выше кольцевойканавки 7 в соединительном стержне 5, вкольцевой канавке 9 установлено дополнительное разрезное кольцо 12, поперечные35 размеры которого такие же или меньше каку колец пакета, а толщина больше, чем толщина регулировочных колец 11.Назначение кольца 10 - заполнить канавку 9 с некоторым гарантированным зазо 40 ром, ширина. которого обусловленаразностью толщины кольца и ширина канавки 9, и воспринимать в процессе монтажа иработы конструкции осевые условия в соединении, По технологическим соображеци 45 ям может быть не одно, а два или три кольца10, Тогда указание с зазора относится к ихсуммарной толщине. Регулировочные тонкие кольца 11 слу жат для того, чтобы выбрать этот зазор ипрепятствовать раскрытию соединения при растягивающих нагрузках, приложенных в противоположных направлениях к трубам 1 и 2, Этих колец может быть одно (тогда 55 обязательно наличие хотя бы одного кольца 10), два и более. В любом случае толщина пакета колец 10 и 11 или только колец 11, если кольца 10 отсутствуют, для обеспечения гарантированного заполнения канавки 7, как при монтаже, так и в процессе работы1775537 10 40 регулировочные кольца 11 всегда в некото ром избытке и заполнение канавки 7 гарантировано.Из сказанного выше ясно, что в описанной конструкции понятия "верх" и ".низ" яв 50 должна быть больше, чем ширина этой канавки.Дополнительное кольцо 12, размещенное выше канааки 7, не является обязательным. Оно служит для предотвращения крутильных деформаций колец 11 при воздействии на них движущимся в процессе монтажа соединительным стержнем 5. Необходимость его установки определяется расчетом, а в работе соединения кольца 12 не участвует,Для облегчения захождения колец 11 в канавку 7, в ней и на внутренних кромках колец 11, по крайней мере верхней части этих колец, выполнены фаски, соответственно, 13 и 14.Соединение элементов осуществляют следующим образом,При монтаже трубу 2 верхней секции насаживают отверстием 8 во фланце 4 на конический наконечник б соединительного стержня 5. Соосность соединения достигается скольжением кромки отверстия 8 и внутренней поверхности колец 10, 11 и 12 о боковую поверхность стержня 5. При контактировании конического наконечника с кольцами 10 и 11 последние под действием радиальных составляющих и сил давления от веса конструкции разжимаются, Кольцо 12 при опускании верхней части конструкции предотвращает изгиб колец 11, При дальнейшем опускании верхней части конструкции кольцо 10, а затем и регулировочные кольца 11 под действием сил собственной упругости входят в канавку 7 на стержне 5. В случае взаимного перекоса фланцев 3 и 4 последнее из входящих в зазор колец 11 зайдет в зазор несимметрично, настолько, сколько позволит зазор. При появлении в процессе работы растягивающих усилий зазор может возрасти, Тогда это кольцо 11 войдет в него полностью и частично - следующее за ним. Поскольку толщина пакета колец больше чем ширина канавки 7,ляются условными, в том смысле, что фланец 3 с прикрепленным к нему стержнем 5 может принадлежать верхнему из соединяемых элементов, а не нижнему, как изображено на чертеже, Тогда раэрезные пружинные кольца будут располагаться не под, а над коническим наконечником стержня и т.д.Ясно также, что в качестве соединяемых элементов могут быть не только трубы, как 15 20 25 30 в описанном примере, но и швеллеры, двутавры и т,п, Причем при креплении строительного элемента с фланцем, например, к фундаменту, последний может быть снабжен не ответным фланцем, как в описанном примере, а другой опорной плитой, снабженной соединительным стержнем,Из сопоставления известного и данного соединений вйдно, что последнее проще в изготовлении; все детали имеют только токарную обработку, тогда как в известном требуется и фрезерная, Уменьшено количество сварки. Наконец, в соединении обеспечивается надежность при монтаже и работе, в то время как в прототипе возможно заедание подвижных упоров, 1775537. Составитель Н. Павлова едактор Т, Иванова Техред М,Моргентал Корректор М, Тка Иаэ 4025 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 45роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10