CZ256297A3 - Spoj prutů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká spoje prutů jako konstrukčního prvku v nosné struktuře. 5 Nosná struktura slouží k podepírání prosklené stěny nebo prosklené střechy. Prosklená stěna nebo prosklená střecha se skládá z mnoha jednotlivých skleněných tabulí, které jsou v rozestupech upevněny na nosnou strukturu. Prosklených stěn nebo prosklených střech tohoto druhu se používá k zasklení velkých ploch částí staveb.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé spoje prutů v úvodu zmíněného typu jsou tvořeny dvěma pruty, které se navzájem protínají v pravém, případně kosém úhlu. Skleněné tabule, které se mají upevnit k takové základní konstrukci, mají vhodný čtyřúhelníkový tvar (lichoběžníkový, čtvercový nebo obdélníkový). Pokud jsou nosné struktury nebo plochy, které mají být zaskleny, ploché, případně pokud je nosná struktura zakřivena jen v jednom směru, nevyvstanou žádné konstrukční potíže; jednotlivé tabule jsou podpírány takovou nosnou strukturou a upevněny do takové nosné struktury, která je příslušně zakřivena podél jediné prostorové osy.

Jednotlivé skleněné tabule na sebe navzájem v příslušném úhlu navazují svými hranami.

Prosklené povrchy zakřivené ve dvou směrech již jistý problém představují. Přirozeně ploché tabule skleněného panelu nemusí totiž spočinout všemi čtyřmi rohy na spojích. Pokud je zakřivení malé, je možné pokusit se namontovat skleněný panel s pomocí jeho pružné deformace. Pokud je zakřivení větší, lze použít předem vhodně zakřivené tabule nebo tabule nalomené podél lomové čáry.

9999 ·· ····

9

DE*-*T57* » · « ··· · • * 99 ·

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je vytvořit podmínky pro zasklení velkoplošné nosné struktury, která je libovolně prostorově zakřivená.

Vynález je vymezen znaky nároku 1. Spoj prutů, u něhož je množství prutů spojeno dohromady šroubovým spojem, kdy šroub prochází upevňovacím otvorem v prutu. Pruty se navzájem stýkají svými koncovými oblastmi, každé dva přes nejméně jednu koncovou plošku, navzájem na sebe mohou působit tlakovým zatížením. Pruty jsou udržovány svými koncovými oblastmi u sebe, a tedy i ve spoji prutů, stažením šrouby mezi dva disky. V tomto provedení se tlakové síly přenáší plošným stykem mezi stýkajícími se pruty. Na druhou stranu síly tahové se přenáší disky, které jsou sešroubované dohromady a pokrývají stykovou oblast po obou stranách. Rovněž ohybové síly mohou být snadno přenášeny. Například, vyskytne-li se ohybový moment, výsledné tahové a tlakové síly se mohou ve spoji prutů přenášet výše popsaným způsobem buď - v případě tahových sil - jedním nebo oběma disky, nebo - v případě tlakových sil - koncovými ploškami stýkajícího se množství prutů.

Ukázalo se být výhodné, aby koncové oblasti navzájem se ve spoji stýkajících prutů měly koncové plošky, které se směrem ke konci zužují. Sousední pruty se navzájem stýkají těmito koncovými ploškami. Výsledkem je nízká konstrukční výška oblasti spoje.

Čím méně prutů se ve spoji stýká, tím se nosná struktura jeví štíhlejší. Ve

5 struktuře se spoji se čtyřmi pruty jsou plochy mezi spoji, které se mají zasklít, čtyřúhelníkové. Protože pruty se v oblasti spoje mohou sbíhat pod různými úhly, skleněné tabule mohou být ploché.

Příčková konstrukce může být provedena rovněž tak, že spoje prutů

0 vymezují trojúhelníkové oblasti. Potom se k zasklení může použít skleněných tabulí trojúhelníkového tvaru. V každém případě je každá hrana skleněné tabule podpírána jedním prutem nosné struktury. Je tak možné navrhnout a zasklít ·· ····

·· ····

DE-f5V © · » ©

© ··· · • · • © ·©· « · libovolně zakřivené nosné struktury. V závislosti na daných požadavcích se úhel, který svírají sousední pruty, s výhodou pohybuje v rozmezí, jehož spodní mez je větší než 0° a horní mez menší než 180°. V takové konstrukci lze ještě dobře přenášet zatížení z jednoho prutu do ostatních prutů spoje.

Aby nebyla konstrukční výška nosná struktury příliš vysoká, ukázalo se být výhodné, aby jeden nebo oba disky byly více nebo méně viditelně zapuštěny do koncových oblastí prutů. Výsledkem je, že hlavy šroubů, které disky prochází, nekolidují se skleněnými tabulemi, které pruty a spoje prutů shora pokrývají.

Koncové oblasti prutů se ve spoji mohou stýkat pod libovolnými úhly. Spoje nosné struktury tedy často nejsou navzájem identické. Požadavky kladené na přesnost zhotovení prvků spojů jsou z tohoto důvodu velice přísné. Takto náročné požadavky lze splnit prakticky pouze použitím počítačem podporovaného konstruování. Kvůli usnadnění konverze základní úsečkové sítě v počítači do sítě spojů prutů je vhodné, aby úsečková síť splývala se středy horních stran jednotlivých prutů. Každá z těchto síťových čar nebo systémových čar začíná a končí v jediném bodu každého spoje. Z tohoto teoretického uzlového bodu se dále navrhne spoj směrem shora dolů.

Kvůli splnění jistých statických požadavků jsou disky zapuštěny podle potřeby dostatečně hluboko do konců prutů tak, aby se oba disky nacházely v předem určené vzdálenosti od sebe. Protože disky ve všech spojích mají stejnou tloušťku a konstrukci, mohou všechny spoje vycházet z vhodných počítači

5 uložených prvotních podmínek.

Skleněný panel pro tento druh nosné struktury se může skládat z jediné tabule, nebo z jedné, nazývané izolační, desky skla složené z více tabulí. Skleněné tabule lze rovněž nahradit deskami neprůhlednými. Uložení skleněného panelu, který se k hornímu disku přitlačí shora působící krycí deskou, se ukázalo být konstrukčně jednoduchým a technicky plně vyhovujícím provedením. Hrany skleněné tabule se v oblasti spoje vtlačí mezi dva disky.

·· ···· ·· ·♦·♦ • · »···

Další disk se

Jedním z disků konstrukčního provedení spoje je krycí disk. nachází na vnější straně skleněného panelu. Tento přidaný disk se může připevnit k vnějšímu disku jednoduše šroubovým spojem.

Další výhodné rysy a provedení vynálezu budou zřejmé z význaků popsaných v závislých nárocích a z následného popisu příkladného provedení.

Přehled obrázků

Vynález bude dále popsán podrobněji s odkazy na výkresy, které zobrazují:

Na obr. 1 je půdorys spoje prutů podle vynálezu.

Na obr. 2 je nárys, částečně v řezu, spoje prutů dle obr. 1.

Na obr. 3 je nárys, částečně v řezu, spoje prutů osazeného skleněným panelem.

Příklady provedení vynálezu

Ve spoji 10 prutů v příkladu dle obr. 1 se vzájemně stýká šest prutů 12, 14,

16, 18, 20 a 22.

Pruty tvoří část nosné struktury. Spoje mohou být umístěny v rámci nosné struktury tak, že pruty, které se ve spojích sbíhají, ohraničují trojúhelníkové plochy. Plochy mohou být i čtyřstranné, například lichoběžníkové.

Každý z prutů 12 - 22 tvoří obdélníkový profil, v příkladu dle obr. 1 se šířkou 13 rovnou 40 mm a výškou 15 rovnou 60 mm. Obě boční strany 24 a 26 se v koncové oblasti 28 příslušného prutu vzájemně sbíhají v ostrém úhlu. Každý prut

12 - 22 má tedy dvě šikmé koncové plošky 30 a 32, které se sbíhají v ostrém úhlu.

Sousední pruty, například pruty 18 a 16, se navzájem stýkají plošným stykem ·· ···· ·· ····

DE-*P57* • · • · • 9

9

999 9 9 • · · ··· ·

9

9 sousedícími koncovými ploškami 30 a 32. Tento princip platí pro všechny pruty a všechny koncové plošky různých prutů v každém spoji prutů. Toto provedení umožňuje přenos tlakového zatížení z prutu do sousedních prutů spoje 10 prutů stykem koncových plošek 30 a 32.

Koncové oblasti 28 prutů 12-22 jsou uvnitř spoje 10 prutů ve srovnání se zbytkem prutu sníženy, v popisovaném příkladu na výšku 17 rovnou 40 mm. Oba krycí disky 34 a 36 zapadají shora a zdola do takto vzniklých oblastí 19 a 21 menší výšky. Krycí disky 34 a 36 jsou v oblasti koncové oblasti 28 stýkajících se prutů spojeny dohromady šrouby 40. Šrouby mohou být předepjaté. Hlavy 42 šroubů 40 jsou zapuštěny do horního krycího disku 34. Šroub 40 prochází směrem dolů spodním krycím diskem 36. Na přesahující vnější závit 44 se našroubuje matice 46. Matice 46 je přes podložku 48 pevně dotažena proti spodnímu krycímu disku 36. Vnější závit 44 sahá na šroubu 40 jen do takové vzdálenosti, aby končil uvnitř spodního krycího disku 36 a nepřesahoval do oblasti koncových plošek 30 a 32. Krycí disky 34 a 36 přiléhají k oblastem 19 a 21 snížené výšky s takovou přesností, aby se tlakové síly mohly přenášet i do těchto oblastí. Pro přenos tlakových sil je tak k dispozici průřez, který je i v zeslabené koncové části 28 každého prutu srovnatelný s průřezem prutu nezeslabeného.

Zvláště díky zapuštění horního krycího disku 34 do prutů, ale i díky zapuštění hlav 44 šroubů do krycího disku 34, může být horní strana prutů i v oblasti spoje 10 prakticky hladká.

Horní krycí disk 34 obsahuje středový otvor 50 s vnitřním závitem 52. Do tohoto závitu 52 se může, jak bude ukázáno dále, shora uchytit šroub 78.

Skleněný panel 56 spočívá na spoji 10 zobrazeném na obr. 1 a 2. V popisovaném názorném příkladu je tento skleněný panel izolačním skleněným panelem 56, který se, jak je dobře známo, skládá z dolní tabule 58 a horní tabule

0 60, které jsou od sebe navzájem vzdáleny. Skleněný panel 56 spočívá na těsnicích profilech 62, 64. Tyto těsnicí profily 62, 64 pokrývají horní strany prutů ·· ·*··

..... ϋΕ*ΛΓ57·

- 22 a dolů přesahujícími výstupky 66, 68 obklopují dvě horní podélné hrany prutů.

Těsnicí profily 62, 64 zahrnují ze středu vzhůru vycházející vzpěru 70. 5 Vzpěra 70 prochází koncem nebo bočními stranami skleněného panelu 56. Těsnicí kompozice 72 se nanese shora na vzpěru 70 a v rovině horních tabulí 60 tak mezi horními tabulemi 60 vznikne vodotěsný spoj.

Skleněný panel 56 a tedy také horní tabule 60 jsou v oblasti každého spoje 10 a tedy také včetně spoje 10 shora překryty silikonovým diskem 74. Na disku 74 se dále nachází vnější disk 76. Disky 74 a 76 mají středový otvor, kterým prochází šroub 78; je uchycen do středového otvoru s vnitřním závitem 52 horního krycího disku 34. Šroub 78 se nedotýká koncové oblasti 28 prutů, které se stýkají ve spoji 10 prutů. Šroub 78 je z vnější strany zakryt, například uzavřenou maticí 80.

Těsnicí kompozice 82, která obklopuje vnější disk 76, vytváří v oblasti spoje 10 mezi vnějším diskem 76 a horní tabulí 60 skleněného panelu 56 vodotěsný spoj. Pokud mají být spoje prutů umístěny v prostoru pod různými úhly, musí být pruty mezi sousedními spoji 10 prutů montovány zkroucené.

0 Konstrukce spojů 10 prutů podle vynálezu umožňuje přenášet značné tlakové a tahové síly a ohybové momenty. Skleněný panel 56 na spoje prutů nepůsobí žádnou silou. Zároveň je zajištěna odolnost konstrukce proti pronikání vody. Pevnost v ohybu spojů prutů, která dosahuje přibližně 60% pevnosti použitých prutů, je značně vysoká. Poprvé je tak možné použít prutů o šířce pouhých 40 mm. Nosná struktura se následně jeví jako velmi štíhlá a lehká.

Díky trojúhelníkovému tvaru jednotlivých tabulí skleněného panelu 56 lze vytvořit libovolně zakřivené prosklené plochy. Různé jednotlivé tabule skleněného panelu jsou ploché. Protože pruty, které se sbíhají v jednom spoji 10 prutů, neleží

0 v jedné rovině, nemusí nezbytně být koncové plošky 30 a 32 jednotlivých prutů kolmé k horní či dolní straně příslušného prutu. Obecně má každý prut takové ·· ♦ DE-tL*57* • · · • · * ··· · • · ·♦ * koncové plošky 30 a 32, jejichž úhlové uspořádání se liší od odpovídajících koncových plošek sousedních prutů.

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spoj (10) prutů jako konstrukční prvek prosklené stěny nebo prosklené střechy, ve kterém je množství prutů (12-22) spojeno dohromady ve spoji (10)

2 0 kterými k sobě plošně přiléhají a přes které na sebe působí tlakovými silami.

2. Spoj prutů podle nároku 1, vyznačující se tím, že sousední pruty (16, 18) mají, v příslušných koncových oblastech (28) zkosené koncové plošky (30, 32),

3. Spoj prutů podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že má čtyři nebo šest prutů (12-22).

25 4. Spoj prutů podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že šroubový spoj (40), který prochází oběma krycími disky (34, 36) a mezi disky zasahující koncovou částí (28) prutů, je na straně skleněného panelu (56) zapuštěn do toho krycího disku (34), který se skleněným panelem (56) sousedí.

30 5. Spoj prutů podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že skleněný panel (56) je izolační tabule skla složená z množství tabulí (58, 60).

·· 4444

DE·· ···· • · • 4 4 41

4 ·

44 ·

5 - vnější disk (76) je šroubovým spojem (78) připojen ke krycímu disku (34), který sousedí se skleněným panelem (56),

- mezi sousedními volnými hranami skleněného panelu (56) se nachází těsnicí profil (62, 64),

- těsnicí profil (62, 64) se nachází rovněž mezi skleněným panelem (56) a prutem.

5 pomocí šroubového spoje (34, 36, 40), vyznačující se tím, že

- pruty (12-22) jsou na sebe dotlačeny tak, že na sebe dosedají svými koncovými oblastmi (28), každý přes nejméně jednu koncovou plošku (30, 32),

- koncové oblasti (28) prutů, které se nachází ve spoji, mají výšku (15), která je

10 menší než výška zbývající části prutu, a jsou drženy dohromady stažením šrouby (40) mezi dva krycí disky (34, 36),

- krycí disky (34, 36) jsou zapuštěny do prutů (12-22) tak, že -- mezi krycími disky (34, 36) je pevná mezera (17),

-- tato pevná mezera (17) je menší než výška (15) prutu v témže směru o velikost

15 snížení výšky v oblastech (19, 21) snížení výšky,

-- krycí disky (34, 36) jsou použitelné k přenosu tlakových sil.

6. Spoj prutů podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že

- skleněný panel (56) je přichycen mezi ten krycí disk (34), který s ním sousedí, a další vnější disk (76),

7. Spoj prutů podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že pruty jsou z plného materiálu s maximální šířkou 40 mm a maximální výškou 60 mm.