крепежное устройство повышенной прочности

Формула изобретения

Крепежное устройство повышенной прочности для соединения деревянных деталей, выполненное в виде металлической пластины с прорезями для образования с одной стороны пластины крепежных элементов в виде зубьев, развернутых гранями в разные стороны, отличающееся тем, что оно снабжено анкерными зубьями, размещенными на диагоналях по углам пластины, причем анкерные зубья имеют продольный изгиб и насечку по граням и выполнены с длиной и площадью сечения большей, чем у всех остальных зубьев, которые расположены по периметру пластины и с обеих сторон поперечной нейтральной оси, при этом прорези, образующие зубья, расположенные по периметру, выполнены острием от углов пластины к ее нейтральным осям с двух сторон, а прорези, образующие зубья, размещенные с двух сторон вдоль поперечной оси пластины, повернуты острием друг к другу, причем продольные кромки пластины скруглены и загнуты на 90-180^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к крепежным элементам для соединения деревянных деталей типа перекрытий, пролетных балок, арок, ферм, рам и упаковочной тары и др.

Известен крепежный элемент для соединения деревянных деталей, выполненный в виде металлической пластины с прорезями для образования рядов зубьев, отогнутых с одной стороны пластины (SU N 1760040, E 04 B 1/49 от 07.09.1992).

Недостатком этого крепежного элемента является малая прочность продольных кромок пластины и недостаточное закрепление его с деревянными деталями по основным силовым линиям.

Наиболее близким по существу к заявленному техническому решению является крепежное устройство для соединения деревянных деталей, выполненное в виде металлической пластины с прорезями для образования рядов зубьев, отогнутых с одной стороны пластины (SU N 1834956, E 04 B 1/49 от 15.08.93).

Недостатком этого крепежного устройства также являются недостаточная прочность и устойчивость продольных кромок пластины и недостаточное ее закрепление к деревянным деталям по основным силовым линиям. Более того, крепежное устройство содержит зубья, которые попадают на стыковые кромки деревянных деталей. Эти зубья не только не участвуют в прочности соединения, но и разрыхляют соединяемые кромки деревянных деталей, ухудшают стык.

Целью настоящего изобретения является повышение прочности соединения деревянных конструкций в узле за счет повышения прочности и устойчивости крепежного устройства и лучшего его закрепления с деревянной конструкцией по основным силовым линиям.

Поставленная задача достигается тем, что крепежное устройство повышенной прочности для соединения деревянных деталей, выполненное в виде металлической пластины с прорезями для образования с одной стороны пластины крепежных элементов в виде зубьев, развернутых гранями в разные стороны, снабжено анкерными зубьями, размещенными на диагоналях по углам пластины, причем анкерные зубья имеют продольный изгиб и насечку по граням и выполнены с длиной и площадью сечения, большими, чем у всех остальных зубьев, которые расположены по периметру пластины и с обеих сторон поперечной нейтральной оси, при этом прорези, образующие зубья, расположенные по периметру, выполнены острием от углов пластины к ее нейтральным осям с двух сторон, а прорези, образующие зубья, размещенные с двух сторон поперечной оси пластины, повернуты острием друг к другу, причем продольные кромки пластины скруглены и загнуты на 90-180^o.

На фиг. 1 изображено соединение деревянных деталей;

На фиг. 2 - эпюра напряжений по x-x от действия силы F на растяжение;

На фиг. 3 - эпюра напряжений по y-y от действия силы P на изгиб;

На фиг. 4 - действие вертикальной нагрузки P на пластину;

На фиг. 5 - расположение в плане анкерных и остальных зубьев на пластине;

На фиг. 6 - разрез по a-a на фиг. 5;

На фиг. 7 - анкерный зуб;

На фиг. 8 - сечение анкерного зуба по c-c на фиг. 7;

На фиг. 9 - форма изгиба пластины.

Крепежное устройство повышенной прочности выполнено в виде пластины 1, которая имеет нейтральные оси: продольную x-x и поперечную y-y с прорезями 2 для образования анкерных зубьев 3 и остальных зубьев 5. Прорези 2 размещены вдоль диагоналей пластины основанием в углах и острием к центру и образуют анкерные зубья 3 с насечкой по длине зуба и продольным изгибом для повышения их продольной устойчивости. С двух сторон поперечной нейтральной оси y-y выполнены прорези 6, острием направленные друг к другу и образующие зубья 7. Эти зубья имеют базовое расстояние от кромки стыка 8 деревянных деталей 9 и 10 не меньше, чем длина прорези 6. Анкерные зубья 3 выполнены в поперечном сечении и по длине больше зубьев 5 и 7 и усилены выступом (фиг. 8). Нижняя 11 и верхняя 12 кромки пластины загнуты на 90-180^o, за счет чего увеличивается площадь сечения наиболее опасного участка пластины 1 без увеличения расстояния L внешней кромки этого сечения от нейтральной оси x-x. Остальное поле пластины заполняется зубьями по мере необходимости.

Эпюра на фиг. 2 показывает, что при правильном закреплении точки, находящиеся на ее поперечных сечениях, подвергаются одинаковому воздействию сил растяжения F.

Эпюра на фиг 3 показывает, что точки, размещенные в районе поперечной нейтральной оси y-y и наиболее удаленные от нейтральной оси x-x, подвергаются наибольшим напряжениям: нижние - на растяжение, верхние - на устойчивость.

Из эпюр на фиг. 2 и фиг. 3 следует, что точки пластины, наиболее удаленные от нейтральных осей - продольные кромки и углы пластины, подвергаются воздействию наибольших усилий. Следовательно, углы пластины необходимо достаточно прочно закрепить к деревянным деталям, а продольные кромки пластины целесообразно подкрепить, не увеличивая их расстояние L от нейтральной продольной оси.

Для равномерного распределения нагрузки по пластине необходимо, чтобы прочность самого опасного сечения кромки пластины (в точке A) была больше, чем прочность всех зубьев на смятие в одной деревянной детали.

Потеря устойчивости верхней кромки пластины не произойдет, если соединяемые деревянные детали перед опрессовкой пластины будут хорошо подогнаны друг к другу. В этом случае основную нагрузку на растяжение примет продольная кромка пластины, что наиболее выгодно. Зубья, размещенные в области поперечной и продольной нейтральных осей пластины, воспринимают наименьшую нагрузку, а по ее периметру - наибольшую. Поэтому целесообразно прочно крепить пластину к деревянным деталям по периметру.