узел соединения нескольких элементов в несущей конструкции

Формула изобретения

1. Узел соединения нескольких элементов (2-5) в несущей конструкции для создания опоры для остекления, в котором концевые участки (2а - 5а) элементов (2 - 5) в узле (1) соединения удерживаются между двумя накладками (6, 7), соединенными между собой крепежными винтами, а элементы (2 - 5) на своих концевых участках (2а - 5а) прижаты друг к другу, по меньшей мере на одном участке своей торцевой поверхности (2с - 5с), отличающийся тем, что поверхности взаимодействия между накладками (6, 7) и концевыми участками (2а - 5а) элементов (2 - 5) образуют контакт с геометрическим замыканием, причем накладки (6, 7) расположены с заглублением в концевых участках (2а - 5а) элементов (2 - 5), по существу, параллельно поверхностям взаимодействия, а крепежные винты (8 - 11) заглублены в накладку (6) со стороны остекления с образованием несущей конструкции в зонах узлов соединения плоской поверхности опорной рамы для остекления.

2. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что на поверхностях взаимодействия накладок (6, 7) выполнены углубления (6а, 7а), а на поверхностях взаимодействия концевых участков (2а - 5а) элементов (2 - 5) выполнены выступы (2b - 5b), которые входят в углубления (6а, 7а) с образованием геометрического замыкания.

3. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что углубления (6а, 7а) выполнены в виде кольцевых пазов в поверхностях взаимодействия накладок (6, 7), а выступы (2b - 5b) выполнены в виде кольцевых участков, выступающих от поверхностей взаимодействия концевых участков (2а - 5а) элементов (2 - 5) и входящих в пазы с образованием геометрического замыкания.

4. Узел соединения по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что элементы (2 - 5) на своих соответствующих концевых участках (2а - 5а) имеют скошенные участки торцевых поверхностей, к которым прижаты соответствующие плоскости соседних элементов (2 - 5).

5. Узел соединения по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что накладки (6, 7) выполнены в виде круглых пластин.

6. Узел соединения по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в узле соединения соединены между собой четыре элемента (2 - 5).

7. Узел соединения по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в узле соединены между собой шесть элементов.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к узлу соединения нескольких элементов в несущей конструкции с целью создания опоры для остекления, причем концевые участки элементов удерживаются в узлах между двумя накладками, которые соединены между собой крепежными винтами, а элементы прижаты друг к другу по меньшей мере на одном участке своей торцевой поверхности.

Уровень техники

Остекление может выполняться, например, в виде стеклянной стены или стеклянной крыши. Стеклянная стена или, соответственно, стеклянная крыша набираются из множества отдельных стекол, которые закрепляются на несущей конструкции. Между всеми кромками стекол проходят элементы несущей конструкции.

Узел соединения элементов такого типа известен, например, из международной заявки WO 96/25568. В узле соединения по указанной заявке усилия сжатия передаются посредством контакта элементов, которые упираются друг в друга. Усилия растяжения передаются через накладки, которые перекрывают зону стыка с обеих сторон и соединены между собой винтами. Изгибающие усилия раскладываются на составляющие сжатия и растяжения и передаются между элементами указанным выше образом. Это решение принято в качестве прототипа.

В известном узле соединения крепежные винты проходят насквозь через обе накладки и расположенные между ними концевые участки элементов, и почти вся нагрузка, в особенности при передаче усилий растяжения, приходится на крепежные винты. Передача усилий растяжения между элементами в зоне узла соединения осуществляется через посредство крепежных винтов. Таким образом, величина передаваемых усилий, а следовательно, и пролеты, перекрываемые несущей конструкцией, в значительной степени ограничиваются прочностью крепежных винтов.

Сущность изобретения

Соответственно, изобретение направлено на решение задачи усовершенствования узла соединения указанного типа таким образом, чтобы при передаче усилий в узле соединения разгрузить крепежные винты от нагрузки и за счет этого обеспечить возможность передачи между элементами значительно более высоких усилий.

Решение указанной задачи обеспечивается тем, что поверхности взаимодействия между накладками и концевыми участками элементов образуют контакт с геометрическим замыканием.

Под поверхностями взаимодействия в данном случае подразумеваются находящиеся во взаимном контакте поверхности накладок и соответствующие поверхности концевых участков элементов. Поверхности взаимодействия могут быть снабжены, например, зубьями, причем зубья первой из поверхностей взаимодействия входят во впадины между зубьями второй поверхности взаимодействия, которая находится в контакте с первой, при этом зубья второй поверхности взаимодействия входят во впадины между зубьями первой поверхности взаимодействия.

За счет того что согласно изобретению поверхности взаимодействия связаны друг с другом соединением с замкнутым геометрическим контуром, усилия сжатия и растяжения передаются между элементами по существу через накладки. Вследствие этого крепежные винты разгружены от усилий сжатия и растяжения. Это в значительной мере повышает несущую способность узла соединения. За счет этого могут быть значительно увеличены пролеты, перекрываемые несущей конструкцией. Если увеличения пролетов не требуется, можно взамен использовать более слабые крепежные винты, например, из более дешевого материала, что дает снижение затрат. Прочность крепежных винтов можно снизить также уменьшением их размеров и за счет этого уменьшить конструктивные размеры узлов соединения.

В преимущественном примере осуществления изобретения на поверхностях взаимодействия накладок выполнены углубления, а на поверхностях взаимодействия концевых участков элементов выполнены выступы, которые входят в углубления с образованием замкнутого геометрического контура. Это исполнение является простым и эффективным соединением по замкнутому контуру между накладками и концевыми участками элементов. Углубления могут быть выполнены, например, в виде отверстий, а выступы в виде штифтов, которые входят в отверстия с образованием соединения по замкнутому контуру.

Особенные преимущества показало решение с выполнением углублений в виде кольцевых пазов на поверхностях взаимодействия накладок и выступов в виде кольцевых выступов на поверхностях взаимодействия концевых участков элементов, входящих в пазы с образованием замкнутого геометрического контура. В этом случае элементы и накладки находятся в соединении по принципу соединения в шпунт с замкнутым геометрическим контуром. При таком исполнении усилия, действующие в зоне узла соединения, передаются от элементов на накладки и в обратном направлении через особенно большие поверхности. Крепежные винты при этом разгружаются от нагрузки в наибольшей мере.

В дальнейшем преимущественном примере осуществления предлагается выполнение соответствующих концевых участков элементов сужающимися, со скошенными участками торцевых поверхностей для плоского упорного контакта соседних элементов. Через эти участки торцевых поверхностей упорные усилия могут равномерно передаваться от одного элемента на соседние элементы в направлении через особенно большие поверхности. Крепежные винты при этом разгружаются от нагрузки в наибольшей мере.

В дальнейшем преимущественном примере осуществления предлагается выполнение соответствующих концевых участков элементов сужающимися, со скошенными участками торцевых поверхностей для плоского упорного контакта соседних элементов. Через эти участки торцевых поверхностей упорные усилия могут равномерно передаваться от одного элемента на соседние элементы.

При полном заглублении прилегающей к остеклению накладки несущая конструкция образует ровную сплошную опорную раму для остекления, в том числе и в зонах узлов соединения. Благодаря уменьшенной конструктивной высоте узлов соединения они полностью вписываются в общую несущую конструкцию минимальной возможной толщины.

В преимущественном исполнении накладки имеют форму круглых пластин. Они просты в изготовлении и удовлетворяют требованиям симметрии независимо от числа элементов, соединяемых между двумя накладками, которые соединяются между собой винтами.

Предпочтительно, в узле соединения соединяются четыре или шесть элементов. При четырех элементах на узел соединения между узлами образуются четырехугольные участки для стекол остекления. Несущая конструкция может также быть выполнена с узлами соединения, например, шести элементов, так что узлы соединения образуют треугольные участки для стекол остекления.

В зависимости от конкретных требований угол между соседними элементами в узле соединения лежит в диапазоне от 0 до 180^o. В выполненной указанным образом несущей конструкции усилия передаются между составляющими элементами оптимально. При соединении четырех элементов в одном узле элементы расположены предпочтительно под углом 90^o один к другому, при соединении шести элементов этот угол составляет примерно 60^o.

Краткое описание фигур чертежей

Далее предпочтительный пример осуществления изобретения будет описан со ссылками на чертежи, которые изображают:

фиг. 1 - вид в разрезе узла соединения элементов по изобретению;

фиг. 2 - узел соединения элементов на виде сверху.

Пример осуществления изобретения

На фиг. 1 и 2 представлен узел 1 соединения элементов в целом. Узел 1 соединения служит для соединения нескольких элементов 2, 3, 4, 5 несущей конструкции для создания опоры остекления (не показано). Элементы 2 - 5 могут иметь различные профили от минимального сплошного прямоугольного профиля шириной 40 мм и высотой 60 мм до коробчатого прямоугольного профиля шириной 60 мм, высотой 120 мм и толщиной стенки 12 мм. В представленном примере исполнения элементы имеют сплошной прямоугольный профиль. Узел 1 соединения включает верхнюю круглую накладку 6 и нижнюю круглую накладку 7. Накладки 6, 7 соединены между собой крепежными винтами 8 - 11, которые заглублены в накладку 6 со стороны остекления. Между соединенными между собой винтами накладками 6, 7 удерживаются концевые участки 2а - 5а элементов 2 - 5.

На поверхностях накладок 6, 7, которые плоско прилегают к концевым участкам 2а - 5а элементов 2 - 5, т.е. на так называемых поверхностях взаимодействия, выполнены кольцевые пазы 6а и 7а. На поверхностях концевых участков 2а - 5а, которые плоско прилегают к накладкам и также будут названы поверхностями взаимодействия, выполнены выступы в виде выступающих кольцевых участков 2b-5b, которые входят в пазы 6а, 7а с образованием замкнутого геометрического контура. При этом элементы 2-5 и накладки 6, 7 образуют жесткое соединение по принципу соединения в шпунт с замкнутым геометрическим контуром. За счет этого усилия сжатия и растяжения, действующие в области узлов 1 соединения, передаются от элементов 2-5 на накладки и в обратном направлении, от накладок на элементы, через большие поверхности. Это ведет к существенной разгрузке от усилий крепежных винтов 8-11, так что между элементами 2 - 5 в узлах 1 соединения могут передаваться значительно более высокие усилия. Благодаря такому решению узлов соединения несущие конструкции могут перекрывать значительно большие пролеты, чем это было возможно при использовании известных узлов соединения.

Элементы 2 - 5 имеют на своих концевых участках 2а - 5а сужающиеся торцевые поверхности 2с - 5с со скошенными участками, к которым плоско прилегают с упорным контактом соседние элементы 2 - 5. Через эти упирающиеся друг в друга скошенные участки торцевых поверхностей 2с - 5с усилия сжатия могут передаваться от одного из элементов 2 - 5 равномерно на соседние элементы 2 - 5.

Для получения особенно малой конструктивной высоты узла 1 соединения накладки 6, 7 расположены с заглублением в концевые участки 2а - 5а элементов 2 - 5 по существу параллельно поверхностям взаимодействия. За счет заглубления накладки 6 в концевые участки 2а - 5а элементов 2 -5 и заглубления крепежных винтов 8 - 11 в накладку 6 несущая конструкция образует также и в зонах узлов соединения плоскую поверхность опорной рамы для остекления.