NO166246B - Tredimensjonal gitterkonstruksjon med stenger som har avsmalnende ender. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en romgitterkonstruksjon omfattende rørformede metallstenger utformet i ett stykke samt tilspisset, hvor veggene i begge ender er fortykket og innvendig gjenget, og stort sett skålformede knutepunktskoplinger hvori i det minste én av nevnte metallstenger konvergerer, og hvor nevnte skål er åpen ved én ende og forsynt med ikke-gjengede boringer, idet hver ende av hver stang er festet til skålen ved hjelp av en bolt som er skrudd inn i én av nevnte boringer, idet boltens hode er tilgjengelig fra skålens innerside.

Slike romgitterkonstruksjoner blir for tiden anvendt for plane og krumme plattformer, for bjelker med store spenn-vider, stillaser, rammeverk, dekker for industrianlegg og industrikomplekser etc.

Det er kjent at slike romgitterkonstruksjoner hittil har vært konstruert på ulike måter, men nesten alltid under anvendelse av rørformede stenger med konstant tverrsnitt og som i varierende antall konvergerer mot knutepunkter, som vanligvis har kubisk eller i hovedsaken sfærisk form, og under alle omstendigheter er lukket. Slike systemer har imidlertid visse ulemper, blant hvilke kan nevnes at knutepunktskoplingene er utformet som lukkede geometriske legemer forsynt med gjengede boringer, i hvilke endene av de rør-formede stenger skrues inn, hvorved den sammensatte kon-struksjon har en viss stivhet med liten mulighet for juster-ing av lengdene og med vanskelig demontering. Den mest al-vorlige ulempe skyldes imidlertid det faktum at de rørfor-mede stenger har konstant tverrsnitt, og ettersom de må gjenges opp i endene for forbindelse med knutepunktskoplingen, er det en klar reduksjon i det motstandsdyktige tverrsnitt på grunn av fjernelsen av materiale som følge av gjen-gingen, med derav følgende reduksjon i den mekaniske fasthet ved forbindelsespunktet med knutepunktskoplingen, hvilket er en svakhetssone for hele konstruksjonen, medmindre stangtykkelsen overdimensjoneres, med betydelige tilleggs-omkostninger til følge.

Det har vært forsøkt å løse dette problem ved å benytte rørformede stenger med avsmalnende ender i form av i hovedsaken kjeglestumpformede elementer fastsveiset til stengene og hvert omfattende en bolt for innskruing i de gjengede boringer som er utformet i knutepunktskoplingsstykkene. Selv om denne løsning avhjelper de angite ulemper ganske godt, har den imidlertid en temmelig kostbar og kritisk konstruk-sjon på grunn av sveisingen og den anvendte bolt, og løs-ningen tillater heller ikke inspeksjon av knutepunktene, som igjen er av lukket type, medmindre konstruksjonen er demon-tert.

U.S. patentskrift nr. 3 995 962 omhandler en romgitterkonstruksjon omfattende stenger utformet i ett stykke. Veggen i de rørformede stenger er imidlertid ikke fortykket i endepartiet. Ved denne kjente romgitterkonstruksjon kreves et komplisert fastgjøringssystem med blant annet ulike stig-ninger på gjengene. Heller ikke ved denne kjente konstruk-sjon er knutepunktene tilgjengelige uten demontering. De kjente knutepunktskoplinger er nemlig kuleformede og util-gjengelige inn til deres indre. Dessuten må alle mekaniske påkjenninger ved hvert knutepunkt opptas av én enkelt bolt. Ifølge oppfinnelsen har man tatt sikte å avhjelpe mangler og ulemper ved kjent teknikk og således komme frem til en romgitterkonstruksjon av den innledningsvis angitte art hvor det med enkle og billige midler blant annet sikres adkomst til knutepunktene uten demontering av konstruksjonen under samtidig avstivning og forsterkning av knutepunktene.

Dette formål er ifølge oppfinnelsen realisert ved at romgit-terkonstruks jonen er utformet slik at den oppviser de i den karakteriserende del av etterfølgende patentkrav 1 angitte trekk i kombinasjon med de trekk som fremgår av kravingres-sen.

Knutepunktskoplingene dannes på kjent måte av metallskåler som er åpne ved én ende samt forsynt med ugjengede boringer, og som er billige i fremstilling, ettersom de kan tilvirkes for eksempel ved kaldtrekking. I overensstemmelse,med oppfinnelsen er det skaffet tilveie et viktig element for monteringen av konstruksjonen, utformet som et forsterkende propporgan som er borttagbart festet inne i hver skål i sonen for dens største diameter i den hensikt å gjøre knutepunktet udeformerbart. Propporganets borttagbare fastgjøring til skålen ved hjelp av et strekkstangorgan muliggjør peri-odisk inspeksjon og vedlikehold av knutepunktet mens romgitterkonstruksjonen befinner seg i sin monterte tilstand.

Propporganet består fortrinnsvis av betong armert med stålfibre. Ifølge et ytterligere karakteristisk trekk ved foreliggende oppfinnelse er diameteren ved de tilspissede ender av hver stang redusert til ca. 50% av den rørformede stangs opprinnelige diameter, hvilken reduksjon er oppnådd ved kalibrering i suksessive trinn.

Disse og ytterligere karakteristiske trekk ved foreliggende oppfinnelse vil være åpenbare for fagfolk på basis av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av en foretrukket ut-førelsesform av oppfinnelsen i form av et ikke-begrensende eksempel under henvisning til de medfølgende tegninger, på hvilke: Fig. 1 er et skjematisk delriss i lengdesnitt gjennom en rørformet stang for konstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse ; Fig. 2 er et riss, delvis i snitt, av et knutepunktskop-lingsstykke for konstruksjonen ifølge oppfinnelsen og inn mot hvilket flere stenger ifølge fig. 1 konvergerer; Fig. 3 og 4 viser henholdsvis et planriss ovenfra og et tverrsnitt etter linjen IV-IV i fig. 3, av et dekkende og forsterkende propporgan for anvendelse i knutepunktskoplingen ifølge fig. 2 for konstruksjonen i overensstemmelse med oppfinnelsen; og Fig. 5 viser et eksempel på en romgitterkonstruksjon ifølge oppfinnelsen.

Under henvisning til tegningene omfatter romgitterkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen i alt vesentlig stenger, som fun-gerer som strekk- eller trykkstenger alt etter påkjenninger og belastningsfordeling, og knutepunktskoplinger som hver omfatter en stålskål og en armert betongskive. Bolter, mut-tere og stoppskiver av kjent type er selvsagt også nødvendig for monteringen.

Fig. 1 viser en ikke-overdimensjonert stang fremstilt av et vanlig konstruksjonsstålrør, som er blitt, tilspisset ved begge ender for å oppnå en fortykkelse av veggene i disse endepartier, svarende til reduksjonen i ytterdiameter. I overensstemmelse med oppfinnelse er det ved hjelp av en spe-siell kalibreringsprosess i suksessive trinn, omfattende minst seks passasjer gjennom pressformer med en tiltagende større konusvinkel, oppnådd en reduksjon i diameteren av røret ved dets ender på opptil 50%, med en tilsvarende økning i veggtykkelsen. Det indre av stangens endepartier blir deretter gjenget opp på kjent måte.

I fig. 1 er stangen vist i sideriss ved midtpartiet og i snitt ved dens ender. Av sistnevnte er enden la gjenget, og enden lb er vist før gjenging. Det kan sees at veggen 2 ved endene er betydelig tykkere enn i den midtre rørformede del, dette for å gi en tykkelse ved gjengeroten som ikke er mindre enn den for den gjenværende del av stangen 1. Konusvin-kelen oL , for eksempel 60°, svarer til vinkelåpningen i den pressform som ble benyttet i det siste rørkalibrerings-trinn. Kalibreringsprosessen er også kontrollert slik at det oppnås en tilnærmet 15% økning i de mekaniske karakteristi-ka ved deformasjonsherding, uten at dette reduserer fasthet-en.

Fig. 2 viser et riss, delvis i snitt, av en knutepunkts-kopling for gitterkonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse. Det kan sees at knutepunktskoplingen, inn mot hvilken flere stenger 1, 1', l<1>' konvergerer (i dette tilfelle er det vist tre stenger, men de kan opptre i større eller mindre antall), i hovedsaken er dannet av en stålskål 3, tilvirket for eksempel ved enkel kaldtrekking og fortrinnsvis utformet med en i alt vesentlig kjeglestumpformet del 3a som er åpen ved den store basis, og en del 3b med konstant krumning som stort sett har form av en sfærisk skål og er forbundet med nevnte kjeglestumpformede dels 3a lille basis. De nødvendige boringer er utformet i nevnte skål for tilkopling av stengenes 1 ender la. Forbindelsen er oppret-tet ved hjelp av bolter 4, 4' med gjenget skaft, som er skrudd inn i de innvendig gjengede ender la av stengene 1 ved å påvirke et sekskantet hode 5, 5' på hver bolt ved hjelp av et passende verktøy. En stoppskive 6, 6' med ikke-parallelle sider er satt inn mellom skålens 3 innervegg og bolthodet 5, 5', og tilsvarende stoppskive 6a, 6'a er an-brakt på utsiden av den knutepunktsdannende skål 3, omkring enden av hver stang 1 som konvergerer inn i knutepunktskoplingen. Nevnte stoppskive 6 og 6a tilhørende stengene 1, som er forbundet med skålen 3 i dens øvre kjeglestumpformede parti, har en form som avviker fra stoppskiver angitt ved henholdsvis 6' og 6'a som benyttes for tilkoplingene i skålens 3 sfæriske parti 3b. Den type asymmetrisk montering som er vist i fig. 2, er tydeligvis ytterst usannsynlig i vir-keligheten, men den er blitt illustrert for å vise de mulige koplingssituasjoner. Fordelingen av boringer i skålen 3 og således arrangementet av stengene, som konvergerer inn i knutepunktene, i rommet, avhenger av den spesielle konstruk-sjon som kreves, og av den posisjon som inntas av knutepunktet i selve konstruksjonen, slik det vil gå klarere frem i det følgende med henvisning til fig. 5.

Det henvises igjen til fig. 2, hvor henvisningstallet 7 an-gir et forsterkende propporgan som også har en tildekkende funksjon og som er vist mer detaljert i fig. 3 og 4. Dette propporgan 7 består fortrinnsvis av betong armert med stålfibre av liten størrelse, for eksempel med en lengde på opptil 2 cm. Propporganet 7 sikrer at knutepunktet ikke defor-meres og dets tildekkingsfunksjon gir i det minste en delvis beskyttelse av forbindelsene. Propporganet 7 kan lett fjernes for å tillate eventuell inspeksjon i den hensikt å kontrollere forbindelsene og for det periodiske vedlikehold av knutepunktskoplingsstykkene 3. Propporganet omfatter i hovedsaken en skive 7 med en diameter som svarer til skålens 3 indre diameter i dens åpne sone, og har kjeglestumpformede sideflater for å samvirke med skålens 3 båndformede parti 3a. Det finnes også et sentralt gjennomgående hull 8 og et eventuelt stoppskive-sete 9 for propporganets 7 be-festigelse til skålen 3 ved hjelp av en sentral strekkstang 10, til hvilken nevnte propporgan 7 er boltet som vist i fig. 2. En tapp eller et boss festet ved skålens 3 midt-punkt, holder strekkstangen 10 i rett stilling, og plasser-ingen av propporganet 7 er sikret ved hjelp av en mutter 10a og de to flaters kjeglestumpform. Langs periferien av proppen 7 er det utformet utsparinger svarende til antall foi--bindelser med de stenger 1 som er anordnet langs båndsonen 3a. Fig. 3 viser det temmelig vanlige tilfelle hvor fire stenger i samme plan konvergerer inn i én knutepunktskop-ling.

Strekkstangen 10 kan enten være avsluttet umiddelbart uten-for mutteren 10a eller rage et visst stykke forbi proppen 7, slik at den danner et forbindelsespunkt for paneler, ned-forede himlinger, lyspunkter, forskjellige systemer såsom luftkondisjonering etc. Denne mulighet er illustrert skjematisk i fig. 2, hvor det er sørget for en forbindelse med paneler 12. Når disse har form av en nedforet himling, kan romgitterkonstruksjonen danne et takdekke for et stort are-al.

Fig. 5 viser et monteringseksempel for konstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse, beregnet på stillaser for utstil-lingsformål. Som det kan sees, konvergerer åtte stenger inn i konstruksjonens sentrale knutepunkt, fire av hvilke ligger i samme plan langs skålens ytre bånd 3a, og fire strekker seg på skrå fra skålen 3. De ytre knutepunkter oppviser fem stenger, tre av hvilke ligger i samme plan og konvergerer mot det ytre bånd, og knutepunktene ved konstruksjonens toppunkter har totalt fire stenger.

Fordelene med den ovenfor beskrevne og illustrerte konstruk-sjon fremgår av det foregående, i særdeleshet med henblikk på dens vidstrakte område av mulige geometriske sammenset-ninger, ettersom den skålformede knutepunktskoplingsflate kan bores i forskjellige posisjoner og tillate at et stort antall stenger konvergerer, men mer spesielt med hensyn til konstruksjonen av selve stangen, som er tilspisset eller av-smalnet i endene ved den tidligere nevnte kalibreringsprosess til en kalibreringsgrad på 50% av diameteren, med samtidig fortykkelse av rørveggen i endepartiet som skal gjenges opp. I et praktisk forsøk viste det seg at en stålstang av den beskrevne type ("Fe52") for konstruksjonsarbeid og med en rørveggtykkelse på 6 mm, motsto både en trykk- og strekkraft på 50 tonn.

Tilføyelser og/eller modifikasjoner kan av fagfolk foretas ved den beskrevne og illustrerte utførelsesform av romgit-terkonstruks jonen ifølge oppfinnelsen uten å fravike selve oppfinnelsens ramme som er angitt i de etterfølgende patentkrav.

Claims (9)

1. Romgitterkonstruksjon omfattende rørformede metallstenger (1) utformet i ett enkelt stykke samt tilspisset, hvor veggene i begge ender (la) er fortykket og innvendig gjenget, og stort sett skålformede knutepunktskoplinger (3) hvori i det minste én av nevnte metallstenger (1) konvergerer, og hvor nevnte skål (3) er åpen ved én ende og forsynt med ikke-gjengede boringer, idet hver ende av hver stang (1) er festet til skålen (3) ved hjelp en bolt (4) som er skrudd inn i én av nevnte boringer, idet boltens (4) hode (5) er tilgjengelig fra skålens innerside, karakterisert ved et forsterkende propporgan (7) som er borttagbart festet inne i hver skål (3) i sonen for dens største diameter i den hensikt å gjøre knutepunktet udeformerbart; ved stoppskiver (6, 6a; 6', 6'a) med ikke-paral-lelle flater, i kontakt med henholdsvis den indre og den ytre flate av skålen (3), og ved et strekkstangorgan (10) for proppens (7) montering i skålen (3).

2. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at diameteren ved de tilspissede ender (la) av hver stang (1) er redusert til ca. 50% av den rørformede stangs opprinnelige diameter, hvilken reduksjon er oppnådd ved kalibrering i suksessive trinn.

3. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 2, karakterisert ved at de suksessive trinn utgjør minst seks i antall, gjennomført i pressformer med tiltagende konisitet.

4. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at hver skål (3) er fremstilt ved kaldtrekking og i sin åpne sone med størst diameter omfatter et kjeglestumpformet bånd (3a), av hvilket den store basis faller sammen med ytterkanten av skålen, og ytterligere omfatter en sfærisk skålsone (3b) forbundet med båndsonens (3a) lille basis, idet i hvert fall én av nevnte soner (3a, 3b) har minst én boring.

5. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 4, karakterisert ved at nevnte forsterkende propp (7) er montert i skålen (3) i en posisjon svarende til det kjeglestumpformede bånd (3a), og at proppens sideflate også er kjeglestumpformet for å samvirke med det kjeglestumpformede bånd (3a), og at proppen (7) dessuten omfatter en utsparing ved omkretsen i en posisjon som svarer til hver boring utformet i nevnte bånd (3a) og et sentralt gjennom-gåede hull (8).

6. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 1 eller 5, karakterisert ved at proppen (7) er fremstilt av betong armert med stålfibre.

7. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 4, karakterisert ved at nevnte stoppskiver (6, 6a) er i kontakt mellom innerflaten av skålen (3) og et bolthode (5), henholdsvis mellom ytterflaten av skålen (3) og en stangende (la) i den kjeglestumpformede båndsone (3a), og at nevnte stoppskiver (6<1>, 6'a) er i kontakt mellom korrespon-derende flater på den sfæriske skålsone (3b).

8. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 5, karakterisert ved at strekkstangen (10) passerer gjennom nevnte hull (8) i proppen (7) og er festet ved den ene ende ved monteringsorgan (11) i midtpunktet av den sfæriske skålsone (3b) av skålen, idet en fastgjøringsmutter (10a) er anordnet ved den motsatte ende av strekkstangen.

9. Romgitterkonstruksjon i samsvar med krav 8, karakterisert ved at strekkstangen (10) strekker seg utover forbi en gjenget sone utformet for tiltrekningen av mutteren (10a), med en slik lengde at det tillates fast-gjøring av tilhørende konstruksjoner (12) og apparatur.