система соединения элементов пространственного каркаса здания

Формула изобретения

Система соединения элементов пространственного каркаса здания, состоящая из узла соединения стойки с балками, включающего соединительный элемент, закрепляемый на стойке и балках, отличающаяся тем, что в узле соединения стойки с балками одна балка выполнена в виде опорной стяжки с пазами для установки стоек, а другая - в виде балки перекрытия, причем стойка, опорная стяжка и балка перекрытия выполнены из доски одного размера, а соединительный элемент узла выполнен в виде сварной конструкции из двух уголков из П-образного профиля, расположенных зеркально друг к другу в одной плоскости на расстоянии друг от друга, равном толщине опорной стяжки и пластины П-образного профиля, приваренной в торец к уголкам и снабженной открытым пазом со стороны примыкания ее к уголкам для размещения опорной стяжки, при этом на горизонтальных и вертикальных полках уголков и на пластине выполнены отверстия для болтового закрепления их соответственно на опорных стяжках, стойках и балке перекрытия, причем система дополнительно содержит узел углового соединения стоек продольной и поперечной стен, включающий угловой соединительный элемент, выполненный в виде трех элементов: двух уголков из П-образного профиля с отверстиями для крепления одного на стойке и опорной стяжке торцовой стены и другого - для крепления на стойке и опорной стяжке продольной стены и элемента в виде сварной конструкции из двух уголков из Г-образного профиля, вертикальные полки которых размещены под прямым углом друг к другу с возможностью одновременного закрепления их на стойках продольной и торцовой стен, а горизонтальные их полки жестко соединены по срезу и снабжены отверстиями для болтового крепления на состыкованных в углу каркаса опорных стяжках продольной и поперечной стен.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к строительству, а именно к узлам соединения деревянных элементов каркаса здания при строительстве малоэтажных домов.

Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее соединительный элемент (сердечник) в форме гексаэдра с отверстиями на гранях и объединенные с ними болтами концы стержней, расположенные под углом 90° в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Сердечник выполнен полым, как минимум, без одной грани, а боковые грани снабжены прорезями, открытыми в сторону отсутствующих граней (см. патент SU №1753953, МКИ5 Е04В 1/38, 1/58).

Недостатком известного технического решения является сложность выполнения соединительного элемента.

Известно стыковое соединение балки со строительным элементом - стойкой, выполненных из дерева и имеющих прорези в торцах, содержащее закрепленную в прорези балки соединительную пластину с направленным вниз Г-образным выступом прямоугольного очертания на конце, заходящим за выступ опорного элемента, установленного в пазах на стойке, контактирующей с балкой (см. патент SU №908253, МПК3 Е04В 1/38).

Недостатками известного технического решения являются высокие требования к прочности концевых частей балки и стойки, выполненных с прорезями для установки соединительных элементов, ослабляющих несущую способность элементов каркаса, кроме того, сложность конфигурации соединительного элемента, затрудняющая их изготовление.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является система соединения элементов пространственного каркаса здания, включающая узлы соединения стоек с горизонтальными и наклонными балками, в которых вертикальная стойка содержит ортогонально расположенные в ее теле прорези со вставленными в них соединительными пластинами, выполненными в виде плоских прямоугольников, у которых, по крайней мере, один из углов срезан, а в каждом из оставшихся углов пластины выполнены отверстия под фиксаторы. В горизонтальных и наклонных балках в местах их примыкания к стойкам образованы прорези, в каждую из которых вмонтирован один из углов соединительной пластины, закрепленной в балке посредством горизонтального фиксатора, пропущенного через образованный в балке сквозной канал и через отверстия в углу соединительной пластины (см. патент RU №2109113, МПК6 Е04В 1/58, Е04В 1/26).

Недостатками известного технического решения являются: низкая несущая способность узла крепления балки со стойкой, недостаточная прочность концевой части стойки, ослабленная пазами для размещения соединительных пластин; кроме того, сложность и трудоемкость выполнения глухих пазов в балках для размещения в них соединительного элемента.

Целью заявленного технического решения является упрощение и ускорение сборки здания, повышение прочности узлового соединения каркаса здания и несущей способности каркаса.

Цель достигается тем, что в системе соединения элементов пространственного каркаса здания, состоящей из узла соединения стойки с балками, включающего соединительный элемент, закрепляемый на стойке и балках, в узле соединения стойки с балками одна балка выполнена виде опорной стяжки с пазами для установки стоек, а другая - в виде балки перекрытия, причем стойка, опорная стяжка и балка перекрытия выполнены из доски одного размера, а соединительный элемент узла выполнен в виде сварной конструкции из двух уголков из П-образного профиля, расположенных зеркально друг к другу в одной плоскости на расстоянии друг от друга, равном толщине опорной стяжки и пластины П-образного профиля, приваренной в торец к уголкам и снабженной открытым пазом со стороны примыкания ее к уголкам для размещения опорной стяжки, при этом на горизонтальных и вертикальных полках уголков и на пластине выполнены отверстия для болтового закрепления их соответственно на опорных стяжках, стойках и балке перекрытия, причем система дополнительно содержит узел углового соединения стоек продольной и поперечной стен, включающий угловой соединительный элемент, выполненный в виде трех элементов: двух уголков из П-образного профиля с отверстиями для крепления одного на стойке и опорной стяжке торцовой стены и другого для крепления на стойке и опорной стяжке продольной стены и элемента в виде сварной конструкции из двух уголков из Г-образного профиля, вертикальные полки которых размещены под прямым углом друг к другу с возможностью одновременного закрепления их на стойках продольной и торцовой стен, а горизонтальные полки жестко соединены по срезу и снабжены отверстиями для болтового крепления на состыкованных в углу каркаса опорных стяжках продольной и поперечной стен.

Использование в качестве элементов каркаса унифицированных деревянных элементов, а также унифицированных металлических деталей обеспечивает возможность упрощенной и ускоренной сборки каркасных малоэтажных зданий.

Кроме того, использование в узлах соединения стойки с балками соединительного элемента в виде сварной конструкции из упрочненных за счет П-образного профиля уголков и усиленной пластины П-образного сечения, обеспечивающих болтовое закрепление элементов каркаса по трем направлениям, а также использование в узле углового соединения стоек продольной и торцовой стен тех же уголков П-образного профиля и сварной конструкции из уголков, усиленных Г-образным профилем для болтового крепления, повышает прочность узловых соединений каркаса и несущую способность каркаса.

На фиг.1 - соединительный элемент узла соединения стоек с балками (две проекции).

На фиг.2 - соединительный элемент узла соединения стоек с балками (вид в изометрии).

На фиг.3 - установка соединительного элемента каркаса в средней части продольной стены на I этаже, в межэтажном соединении, чердачном соединении (вид слева). То же в средней части торцовой стены (вид справа).

На фиг.4 - сварная конструкция из двух уголков Г-образного профиля углового соединительного элемента для соединения стоек торцовой и продольной стен.

На фиг.5 - то же (вид в изометрии).

На фиг.6 - установка углового соединительного элемента (вид в плане).

На фиг.7 - установка соединительного элемента на торцовой стене первого этажа здания и на продольной стене межэтажного соединения, установка углового соединительного элемента.

Система соединения элементов пространственного каркаса здания состоит из узла соединения стойки 1 с балками в виде опорной стяжки 2 и балки перекрытия 3 с помощью соединительного элемента, причем стойка, опорная стяжка и балка перекрытия выполнены из доски одного размера, например 50×200 мм. На опорной стяжке 2 выполнены пазы 4 для установки стоек 1. На стойках 1 выполнены пазы 5 для размещения балок перекрытия 3 и паз для размещения элемента 6 в виде бруска для закрепления обшивки, формирующей внутреннюю стену. Соединительный элемент узла выполнен в виде сварной конструкции, состоящей из двух уголков 7 из П-образного профиля, расположенных зеркально друг к другу, в одной плоскости на расстоянии друг от друга, равном толщине опорной стяжки 2. В торец перпендикулярно к уголкам 7 приварена пластина 8 П-образного профиля. На полках уголков 7 выполнены отверстия 9 для болтового закрепления его на стойках 1 и отверстия 10 для болтового закрепления на опорной стяжке 2. Кроме того, на пластине 8 со стороны примыкания ее к уголкам 7 выполнен открытый паз 11 для размещения опорной стяжки 2. Система содержит также узел углового соединения стоек 1 продольной и торцовой стен, включающий угловой соединительный элемент, состоящий из трех элементов: двух уголков 7 из П-образного профиля с отверстиями на полках для болтового крепления одного уголка 7 на стойке 1 и опорной стяжке 2 торцовой стены, а другого - на стойке 1 и опорной стяжке 2 продольной стены и сварной конструкции из двух уголков 12, 13 из Г-образного профиля, вертикальные полки которых размещены под прямым углом друг к другу с возможностью одновременного болтового закрепления на стойках 1 продольной и торцовой стен. Две другие полки уголков 12 и 13 жестко соединены по срезу сваркой и имеют отверстия для болтового крепления на состыкованных в углу каркаса опорных стяжках 2 продольной и торцовой стен.

Система соединения элементов пространственного каркаса здания используется следующим образом.

На фундаменте по его периметру размещают опорные стяжки 2 двух торцовых и двух продольных стен здания. В пазы 4 опорных стяжек 2 последовательно устанавливают стойки 1, начиная с угловых стоек торцовой и продольной стен, при этом стойки 1 узла углового соединения уголками 7 углового соединительного элемента с одной стороны с помощью болтов закрепляют на опорных стяжках 2 торцовой и продольной стен, а с другой стороны стойки 1 через болты крепят с помощью сварной конструкции из Г-образных уголков 12, 13, закрепляя ее одновременно на стойках 1 и на состыкованных в углу каркаса опорных стяжках 2 торцовой и продольной стен. При установке следующих стоек 1 от угла каркаса в пазы 4 опорных стяжек 2 продольных стен используют соединительный элемент узла соединения стойки с балками. Соединительный элемент устанавливают так, чтобы опорная стяжка 2 продольной стены расположилась между уголками 7 из П-образного профиля и в пазу 11 пластины 8. Вертикальные полки уголков 7 с помощью болтов закрепляют на вертикальной стойке и фундаменте, а пластину 8 - на балке перекрытия 3, устанавливаемой в пазу 5 стойки 1.

При межэтажном соединении элементов каркаса, начиная со второй стойки 1 продольной стены, используют соединительный элемент узла соединения стойки с балками, при этом вертикальные полки уголков 7 из П-образного профиля болтами закрепляют на стойках 1 первого и второго этажей, его горизонтальные полки болтами снизу и сверху крепят на опорной стяжке 2, а пластину 8 закрепляют на балке перекрытия 3, служащей одновременно опорой для формирования пола второго этажа и потолка первого этажа. В межэтажном узле углового соединения стоек продольной и поперечной стен используют два угловых соединительных элемента, устанавливая уголки 7 и сварную конструкцию из уголков 12, 13 Г-образного профиля на опорные стяжки снизу и сверху, при этом скрепляя болтами горизонтальные полки уголков 7 через стяжку, а вертикальные полки - со стойками первого и второго этажа. Вертикальные полки уголков 12, 13 закрепляют на стойках первого и второго этажа, а горизонтальные полки скрепляют болтовым соединением через межэтажную стяжку

Система соединения элементов пространственного каркаса здания, обеспечивающая ускоренную и упрощенную сборку здания за счет использования унифицированных деталей каркаса и крепежных элементов, найдет промышленное применение