узел бессварочного соединения конструктивных элементов

Формула изобретения

1. УЗЕЛ БЕССВАРОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий две объемные детали, закрепленные в конструктивных элементах, сопряженную с ними монтажную деталь цилиндрической формы, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости и надежности, каждая объемная деталь снабжена поперечными фиксирующими пластинами с дугообразными диаметрально противоположными прорезями, а монтажная деталь - поперечными прорезями, при этом каждая объемная деталь выполнена с плоскими стенками, связанными цилиндрической поверхностью, на одной стенке поперечные фиксирующие пластины имеют высоту 0,4 - 0,5 диаметра монтажной детали, на противоположной стенке - 1,0 - 1,25 ее диаметра и расположены в шахматном порядке, а дугообразные прорези имеют радиусы, равные радиусу монтажной детали, и равные глубины, причем поперечные прорези сопряжены с дугообразными прорезями фиксирующих пластин.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что объемные и монтажные детали выполнены с отверстиями, через которые их полости заполнены расширяющимся цементным раствором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для закрепления и соединения конструктивных элементов и может быть использовано в строительстве для соединения колонн, балок, ригелей с колоннами, а также для соединения различных конструктивных элементов в других областях промышленности.

Известно бессварочное стыковое соединение посредством сопряжения трапециевидных гребней закладных деталей, при этом гребни одной закладной детали вводятся в пазы между гребнями другой [1].

Недостатком такого соединения является недостаточная надежность сопряжения гребней при возникновении нагрузок, параллельных и перпендикулярных поверхностям закладных деталей, а также при возникновении изгибающих и крутящих моментов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является соединение посредством сопряжения двух объемных деталей, содержащих внутренние шипы и анкеры в виде полого стержня с фигурными вырезами. При этом шипы объемных деталей входят в фигурные вырезы полого стержня [2].

Недостатком такого соединения является недостаточная надежность сопряжения шипов с вырезами при нагрузках, перпендикулярных оси полого стержня, и при возникновении крутящих моментов, а также ограниченность применения этого узла (соединение только параллельных поверхностей).

Целью изобретения является расширение технологических возможностей применения, повышение жесткости и надежности крепления.

Поставленная цель достигается тем, что объемные детали, закрепленные в соединяемых конструктивных элементах, сопрягаются с монтажной деталью цилиндрической формы. Каждая из объемных деталей имеет плоские стенки и связывающую их цилиндрическую поверхность. На одной из стенок объемных деталей выполнены поперечные фиксирующие пластины высотой 0,4-0,5 диаметра монтажной детали, а на противоположной стенке - высотой 1,0-1,25 ее диаметра. Пpичем пластины расположены в шахматном порядке и имеют диаметрально противоположные дугообразные прорези, выполненные по направляющей цилиндра монтажной детали, шириной и глубиной обеспечивающие фиксацию и заклинивание в них монтажной детали. Монтажная деталь содержит поперечные прорези, сопрягаемые с поперечными фиксирующими пластинами объемных деталей. Полости объемных и монтажной деталей после сопряжения заполняются расширяющимся цементным раствором через специально выполненные отверстия. При монтаже торцы поперечных прорезей монтажных деталей входят в дугообразные прорези поперечных пластин и заклиниваются.

По отношению к прототипу заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", так как обладает новыми отличительными признаками.

Совокупность новых существенных признаков позволяет расширить технологические возможности применения, т.е. обеспечить возможность монтажа в разных плоскостях, осуществлять соединения конструктивных элементов любых габаритов и форм при различном расстоянии между ними, а также увеличить надежность и жесткость узла, следовательно, заявляемый узел соответствует критерию "положительный эффект".

Существенные отличительные признаки в техническом решении узла позволяют расширить технологические возможности применения, т.е. осуществлять соединение конструктивных элементов в любых горизонтальных и вертикальных плоскостях, разных габаритов при различном расстоянии между ними, а также обеспечить высокую устойчивость узла одновременно против крутящего момента, поперечных и изгибных нагрузок, т.е. увеличить надежность и жесткость узла. Заявляемая совокупность отличительных признаков в результате исследований патентной литературы не обнаружена, следовательно, заявляемый узел соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена аксонометрия узла соединения конструктивных элементов; на фиг. 2 - аксонометрия монтажной детали; на фиг.3 - аксонометрия объемных деталей.

Узел включает две объемные детали 1, каждая из которых имеет плоские стенки и связывающую их цилиндрическую поверхность, закрепленные в соединяемых конструктивных элементах 2, и монтажную деталь 3 цилиндрической формы. Внутри объемных деталей 1 на одной из стенок выполнены поперечные фиксирующие пластины 5 высотой 0,4-0,5 диаметра монтажной детали, а на противоположной стенке выполнены поперечные фиксирующие пластины 6 высотой 1,0-1,25 диаметра монтажной детали. Поперечные фиксирующие пластины имеют диаметрально противоположные дугообразные прорези 7, выполненные по направляющей цилиндра монтажной детали 3, шириной и глубиной обеспечивающие фиксацию и заклинивание в них монтажной детали. В стенках монтажной детали 3 выполнены поперечные прорези 8 и 9, которые торцами входят в дугообразные прорези 7 поперечных фиксирующих пластин 5 и 6 и заклиниваются, тем самым обеспечивая жесткость соединения деталей 1 и 3.

Монтаж узла осуществляется следующим образом. Конструктивные элементы 2 устанавливаются таким образом, чтобы объемные детали 1 находились одна напротив другой, а их плоские стенки и связывающая их цилиндрическая поверхность находилась в одной плоскости. Затем монтажная деталь 3 подается к объемным деталям 1 таким образом, чтобы напротив поперечных прорезей 8 находились поперечные фиксирующие пластины 5 высотой 0,4-0,5 диаметра монтажной детали, а напротив поперечных прорезей 9 находились поперечные фиксирующие пластины 6 высотой 1,0-1,25 диаметра монтажной детали. Затем монтажная деталь 3 вставляется внутрь объемных деталей 1 до упора таким образом, чтобы в поперечные прорези 8 и 9 вошли поперечные фиксирующие пластины 5 и 6, и поворачивается по часовой стрелке вокруг своей оси до жесткой фиксации. При этом торцы поперечных прорезей 8 и 9 входят в дугообразные прорези 7 и заклиниваются. Затем осуществляется заполнение полости объемных 1 и монтажной 3 деталей расширяющимся цементным раствором через специально выполненные отверстия 4.

Прочность и жесткость узла соединения конструктивных элементов обеспечивается за счет цилиндрической формы монтажной детали и ее плотного сопряжения по поверхности с объемными деталями, а также за счет фиксации и заклинивания торцов поперечных прорезей монтажной детали в дугообразных прорезях поперечных фиксирующих пластин.

Высота фиксирующих пластин 5 и 6 установлена следующим образом.

При высоте фиксирующей пластины 5 менее 0,4 диаметра монтажной детали и высоте фиксирующей пластины 6 менее 1,0 диаметра монтажной детали не обеспечиваются достаточная прочность и надежность соединения вследствие ослабленного соединения фиксирующих пластин 5 с объемными деталями, а также недостаточна фиксация монтажной детали в прорезях фиксирующих пластин 5 и 6.

При высоте фиксирующих пластин 5 более 0,5 диаметра монтажной детали происходит ослабление монтажной детали вследствие значительного увеличения размера ее поперечных прорезей, а увеличение высоты фиксирующих пластин 6 более 1,25 диаметра монтажной детали не целесообразно, поскольку не влияет на прочность узла и ведет к повышенному расходу металла.

Таким образом, предложенное техническое решение расширяет технологические возможности применения и обеспечивает требуемую жесткость и надежность соединения, позволяет сократить время монтажа за счет исключения сварочных работ непосредственно на месте соединения конструкций.